从六个方面着手提高不锈钢厚壁管材料疲劳寿命

    本报告试图概述许多能够提高不锈钢厚壁管材料疲劳寿命的途径。须加考虑的主要方面为:(1)设计人员需正确选择不锈钢管材料或材料组合,以使其发挥可能的最佳的疲劳抗力;(2)在设计、生产和使用阶段中避免应变集中;(3)对不适当的设计,不精心的拿放和有害的环境提供表面防护;(4)要考虑设计、工艺和使用要求等的因素,采取各种手段,以引入有利的残余压应力,使不锈钢厚壁管材料在使用中能够保持有压应力;(5)采用重复热处理、表面“去皮”以及任何其他调节性能和恢复性能的办法,以备材料一旦遭受损坏仍能恢复疲劳抗力;(6)采用破损安全设计方法和连续监视概念。

虽然不少途径中的多数是基于对不锈钢厚壁管疲劳基本机理的理解,必须强调的是,在这些范围内却须做更多的工作,以便使这些已建立的概念充分发挥作用。例如,为使厚壁钢管材料达到改进的疲劳抗力,进一步发展控制凝固技术,以保持提高中温和高温的疲劳抗力的巨大潜力;这对于像涡轮喷气发动机部件的应用特别有用。热机械处理在各种金属系统中作为改善疲劳抗力的手段才刚刚出现,对它作进一步探索可能会得到巨大的收益。在表面防护领域内,尚有不少工作待做,以使涂层与基本金属恰当“结合”,才能得到适当的材料组合而达到优良的疲劳抗力。在这方面,渗金属不锈钢厚壁管是一种特别有希望的并值得进一步研究的技术。由于不锈钢厚壁钢管的性能调节对改进疲劳寿命提供许多的机会,因此渐增应力处理和有关工艺值得进一步研究。利用诸如“去皮”技术使材料恢复其抗疲劳能力,在涡轮喷气发动机应用上收到效果,对各种金属系统用重复热处理来“治愈”的研究也是如此。

把断裂力学的应用作为一种分析不锈钢厚壁管工具来建立容许的裂纹成长极限,则要求扩大破损安全设计的实用性。最后,虽然已经提出了许多改进厚壁钢管疲劳寿命的途径,可是,不论用哪种途径,都需对可以预期的所有效果充分地加以考虑,细致地加以应用。所有材料对给定处理并不具有同样反映;有利于循环应变硬化不锈钢厚壁管材料的办法对循环应变软化的材料不一定一样有效,或甚至有害;热处理可能对一种材料有利,而对另一种却有害。在应用中涉及的疲劳寿命范围也是重要的;对低循环疲劳寿命范围有利的对高循环寿命范围可能不一定好,反之亦如此。在一切情况下,重要的是需考虑加载的类型、部件的外形尺寸、材料的基本性能、环境的影响、可靠性的要求以及许多控制疲劳寿命的其它因素。这些因素,很多已在本文和前面的关于基本机理的论文[12]中都已加以鉴定。在某些情况下,这些效果已广泛地进行了研究,并合理地加以充分理解;在另外的情况下,则需要更多的工作。希望目前的一系列论文不仅有助于解决现存的问题,而且为今后提高不锈钢厚壁管材料疲劳寿命的研究和工程上探索铺平道路。http://www.gbt14976.com/

文章作者:不锈钢管|304不锈钢无缝管|316L不锈钢厚壁管|不锈钢小管|大口径不锈钢管|小口径厚壁钢管-浙江至德钢业有限公司

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