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无缝钢管力学性能测试
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无缝钢管力学性能测试
发布时间：2021-03-10
无缝钢管的力学性能是保证无缝钢管性能(机械性能)的重要指标，在无缝钢管标准中，根据不同的使用要求，规定了拉伸性能(抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率)以及硬度、韧性指标，还有用户要求的高、低温性能等。
①抗拉强度(σb)
试样在拉伸过程中，在拉断时所承受的大力(Fb)，除以试样原横截面积(So)所得的应力(σ)，称为抗拉强度(σb)，单位为N/mm2(MPa)。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的大能力。计算公式为：
式中：Fb--试样拉断时所承受的大力，N(牛顿); So--试样原始横截面积，mm2。
②屈服点(σs)
具有屈服现象的金属材料，试样在拉伸过程中力不增加(保持恒定)仍能继续伸长时的应力，称屈服点。若力发生下降时，则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为N/mm2(MPa)。
上屈服点(σsu)：试样发生屈服而力首次下降前的大应力; 下屈服点(σsl)：当不计初始瞬时效应时，屈服阶段中的小应力。
屈服点的计算公式为：
式中：Fs--试样拉伸过程中屈服力(恒定)，N(牛顿)So--试样原始横截面积，mm2。
③断后伸长率(σ)
在拉伸试验中，试样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比，称为伸长率。以σ表示，单位为%。计算公式为：
式中：L1--试样拉断后的标距长度，mm; L0--试样原始标距长度，mm。
④断面收缩率(ψ)
在拉伸试验中，试样拉断后其缩径处横截面积的大缩减量与原始横截面积的百分比，称为断面收缩率。以ψ表示，单位为%。计算公式如下：
式中：S0--试样原始横截面积，mm2; S1--试样拉断后缩径处的少横截面积，mm2。
⑤硬度指标
金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度。根据试验方法和适用范围不同，硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。
A、布氏硬度(HB)
用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力(F)压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径(L)。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS(钢球)表示，单位为N/mm2(MPa)。
其计算公式为：
式中：F--压入金属试样表面的试验力，N; D--试验用钢球直径，mm; d--压痕平均直径，mm。
测定布氏硬度较准确可靠，但一般HBS只适用于450N/mm2(MPa)以下的金属材料，对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中，布氏硬度用途广，往往以压痕直径d来表示该材料的硬度，既直观，又方便。
举例：120HBS10/1000130：表示用直径10mm钢球在1000Kgf(9.807KN)试验力作用下，保持30s(秒)测得的布氏硬度值为120N/ mm2(MPa)。
试样在拉伸过程中，在拉断时所承受的大力(Fb)，除以试样原横截面积(So)所得的应力(σ)，称为抗拉强度(σb)，单位为N/mm2(MPa)。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的大能力。计算公式为：
式中：Fb--试样拉断时所承受的大力，N(牛顿); So--试样原始横截面积，mm2。
②屈服点(σs)
具有屈服现象的金属材料，试样在拉伸过程中力不增加(保持恒定)仍能继续伸长时的应力，称屈服点。若力发生下降时，则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为N/mm2(MPa)。
上屈服点(σsu)：试样发生屈服而力首次下降前的大应力; 下屈服点(σsl)：当不计初始瞬时效应时，屈服阶段中的小应力。
屈服点的计算公式为：
式中：Fs--试样拉伸过程中屈服力(恒定)，N(牛顿)So--试样原始横截面积，mm2。
③断后伸长率(σ)
在拉伸试验中，试样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比，称为伸长率。以σ表示，单位为%。计算公式为：
式中：L1--试样拉断后的标距长度，mm; L0--试样原始标距长度，mm。
④断面收缩率(ψ)
在拉伸试验中，试样拉断后其缩径处横截面积的大缩减量与原始横截面积的百分比，称为断面收缩率。以ψ表示，单位为%。计算公式如下：
式中：S0--试样原始横截面积，mm2; S1--试样拉断后缩径处的少横截面积，mm2。
⑤硬度指标
金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度。根据试验方法和适用范围不同，硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。
A、布氏硬度(HB)
用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力(F)压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径(L)。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS(钢球)表示，单位为N/mm2(MPa)。
其计算公式为：
式中：F--压入金属试样表面的试验力，N; D--试验用钢球直径，mm; d--压痕平均直径，mm。
测定布氏硬度较准确可靠，但一般HBS只适用于450N/mm2(MPa)以下的金属材料，对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中，布氏硬度用途广，往往以压痕直径d来表示该材料的硬度，既直观，又方便。
举例：120HBS10/1000130：表示用直径10mm钢球在1000Kgf(9.807KN)试验力作用下，保持30s(秒)测得的布氏硬度值为120N/ mm2(MPa)。
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