大直径厚壁钢管的塑性变形取决于之前的冷拉硬化条件
发布时间:2020-06-09 10:21:14

一片薄金属,如剃刀片,可以弯曲,当释放时,它会弹回到原来的形状,几乎不留下变形的痕迹,也就是说,金属片是有弹性的。对于大直径厚壁钢管,情况就不同了。如果弯曲它,即使力被消除,它仍然会弯曲,也就是说,大直径厚壁钢管具有可塑性。一种材料表现出弹性还是可塑性取决于许多原因。由淬火钢制成的厚壁钢管不能有塑性变形;如果它们过度弯曲,就会断裂。冷拉钢丝在轻微载荷下表现出弹性,但如果弯曲得更硬,就会表现出塑性,如果超过一定程度的塑性变形,就会发生断裂,这取决于先前的冷拉硬化条件。

现在回到我们的模型,回答变形后大直径厚壁钢管内部发生了什么变化的问题。处于无应力状态的原始立方晶格中原子的理想排列在弹性应力下会发生变化,例如弯曲。如果应力被消除,原子将回到它们原来的位置。当永久变形发生时,这意味着在我们的模型中,这一半原子和另一半原子之间有一个滑移,滑出一个或多个原子间隔。大直径厚壁钢管的物理学家计算出,在横截长度为1平不锈钢换热管方厘米的纯铁晶体之间滑动大约需要8400 牛顿。实际上10 牛顿就够了。这一定是我们的模型不完善,它反映的实际情况是错误的,一定有什么东西丢失了,但是什么东西丢失了呢?

英国厚壁钢管物理学家摩特做了一个尖锐的比较。有两种基本方法可以移动地板上的大地毯。或者人们抓住它的一边,把它拉到指定的地方,或者把它折叠起来,小心地推到指定的地方。第二种方法比第一种更省力。虽然在金属晶体中没有“折叠”,但是有一种排列不符合理想结构,并且在这种排列中有所谓的位错。当大直径厚壁钢管塑性变形时,这种位错穿过晶体。在这种情况下,原不锈钢U型管子不需要同时改变整个滑动表面上的位置,而是顺序改变位置。显然,这类似于推折叠地毯。事实上,可以理解的是,使实际晶体变形所需的力比理想晶体没有缺陷时理论上所需的力小得多。