304不锈钢管具有良(liang)好的(de)耐蚀性、耐热性、低温强度和机械特性,同时具有良好的加工性能和可焊性。它广泛用于制作要求具有(you)良好综合性能(耐腐蚀和(he)成型性)的设(she)备和机件中,在机械、工业等领域(yu)中(zhong)应用(yong)得比较广泛(fan)。在(zai)实际应用(yong)中它的静强度一般都会满足要求,而不锈钢(gang)疲劳(lao)断裂的事件时有(you)发生,导致(zhi)严重后果。下面一起(qi)来了解
304不锈钢管疲劳断裂的原(yuan)因。
一、疲劳断裂的定义 我们先来了解什么(me)是疲劳断裂,其是材料承受交变循环应力或应变(bian)时,引起(qi)的局部结构变(bian)化和内部缺陷的不断地发展(zhan),使材料的力学性能下(xia)降,最终导致产品或材料的完(wan)全断裂,这个过程(cheng)称为疲劳(lao)断裂,也可(ke)简称为(wei)金属的疲劳。
二、产生疲劳断裂的原因 1、原(yuan)材料(liao)中的非(fei)金属夹杂物本身或由它而产生的孔洞相当于(yu)微小(xiao)缺口(kou),在交变载荷作用下将产生应(ying)力集中和应变集中,成为疲劳断裂的裂纹源,对材(cai)料的疲(pi)劳性能造成不良影响。一般说来,易变形的(de)塑性(xing)夹杂物(如硫化物(wu))对304不锈(xiu)钢管(guan)的疲劳性能影响较(jiao)小,而脆性夹杂物(如氧化物(wu)、硅酸盐(yan)等)则有较大的危害。 比基体膨胀系数大的夹杂物(如硫化物)因在基体中产生压(ya)应(ying)力而(er)影响小,而比基体(ti)膨胀系数小的夹杂(za)物(如氧化铝等)因(yin)在基体中(zhong)产(chan)生拉(la)应力而影响大。这(zhe)也是导致管材发生疲劳断裂的原因之一。
2、不同的切削加工方式(车、铣、刨(pao)、磨、抛光)会形成不同的表面粗糙度,即形(xing)成不同大小尺寸和尖锐程度的小缺口(kou)。这种小缺口与不锈钢制品管(guan)几何形状突变所造成的应力(li)集中效果是相同的。由(you)于表面状态不良导致疲劳裂纹的形成是发生疲劳(lao)断裂的另一重要原因。
3、环境因(yin)素(低温、高温及腐蚀介质(zhi)等)的变化,使不锈钢焊管材(cai)料的(de)疲劳强(qiang)度显著降低,往往引起(qi)过早的发生断(duan)裂失效。
4、一般是由于304不锈钢管的结构形状(zhuang)不合(he)理(li),即在钢管中的最薄弱(ruo)的部位存在转角、孔、槽等形状的突变(bian)而造成(cheng)过大的应力集中或者材料本身强度较低的部位。例如原有裂纹、软点、脱(tuo)碳、夹杂、刀痕等(deng)缺陷处,在交变或循环(huan)应力的反(fan)复下产生了疲劳断裂,并随着应力(li)的循环周次的增加,疲劳裂纹(wen)不断扩展,使钢管承受载荷的有效面积不断减小,最后当减小到不能承受外(wai)加载荷(he)的作用(yong)时(shi),即发(fa)生突然断裂。
以上(shang)就是(shi)304不(bu)锈钢(gang)管疲劳断裂的(de)原因。通过以(yi)上介绍,我们可(ke)知原(yuan)材料中的非金属夹杂物、微小缺(que)口、切(qie)削加工方式、环境因素、结(jie)构形(xing)状(zhuang)不合理都会导致304不锈钢管发生疲劳断裂。