可鍛鑄鐵管件材料機械效能試驗與研究

2022-05-19 17:02:49 字數 1679 閱讀 8390

李國林材料的機械效能是可鍛鑄鐵管件非常重要的技術指標,它直接關係著管路的安裝和使用效果。iso49:1994和國際上大多數國家的可鍛鑄鐵管件標準都規定,生產可鍛鑄鐵管件應採用機械效能不低於300-06的黑心可鍛鑄鐵(jis b 2301:

1 按gb/t9440《可鍛鑄鐵件》標準規定製做拉伸試棒,按gb/t228《金屬拉伸試驗方法》標準規定,用萬能材料試驗機進行拉伸試驗。這種方法是,在可鍛鑄鐵產品進行澆注的同時按gb/t9440《可鍛鑄鐵件》標準的相關要求製作材料試驗拉伸試棒,並與同爐澆注的產品同爐進行熱處理後,將試棒按照相關要求標距並裝卡在萬能材料試驗機上進行拉伸試驗。kth300-06牌號的可鍛鑄鐵抗拉強度為≥300mpa,伸長率≥6%。

2 jis b 2301-1976日本工業標準《螺紋連線型可鍛鑄鐵制管子接頭》推薦了一種壓扁試驗方法。這種方法是在管件熱處理之後加工螺紋之前進行。根據管件規格的不同按規定從管件毛坯端部取下相應寬度(見表1)的輪狀試片,躲開管件分型面45°角處裝卡在壓力試驗機或台虎鉗上,以每分鐘17-20mm的速度壓下。

2″以下管件變形率5%,2-1/1″管件變形率3%,在這種情況下任何部位都不能產生區域性斷裂現象為合格合格,否則為不合格。

表13 gb3287-82標準規定管件應作脹裂試驗。其方法是用未經熱處理的a3鋼柱,按1:16的錐度做成管螺紋脹裂試驗螺柱,這個螺柱的管螺紋錐度與錐管內螺紋是相互吻合的。

在做脹裂試驗之前螺紋內需塗油潤滑,然後將脹裂試驗螺柱旋進管件至手擰不動為止,再借助其他輔助力旋進5個螺距,管件不能產生破裂現象。

實踐證明,檢驗管件產品機械效能的上述三種試驗方法都是相當可靠的。為什麼這樣說呢?根據gb3287-82的要求,筆者曾經反覆多次試驗。

基準平面都在合格範圍之內的內外螺紋管件,在不借助其他外力的情況下,直接用手擰最多能旋進4個螺距,再借助其他外力最多還可以旋進3個螺距,加在一起一共是7個螺距。如果再加力往裡旋進,很可能在巨大壓力和摩擦力的作用下產生高溫而使內外螺紋焊接在一起,不能再行拆卸。

用手旋合4個螺距後正好使內外管螺紋的基準平面在距內螺紋管件端麵半個螺距處重合,此時外螺紋尚未對內螺紋管件產生膨脹力。如果再借助其他輔助力旋進,外螺紋就會對內螺紋產生相當大的膨脹力,管件的周長隨著膨脹力的增加持續延長而不斷裂,這就需要管件材料具有良好的韌性,也就是伸長率。

牌號為300-06的可鍛鑄鐵的延伸率是6%。gb3287-82《可鍛鑄鐵管路連線件技術條件》標準規定的脹裂試驗方法是,在不借助外力的情況下用手旋合後再借助外力旋進5個螺距。管件受脹而不產生破裂需要的延伸率是多少呢?

下面我們以1英吋的管件為例,根據基本原理計算一下。

我們知道錐管螺紋的錐度為1:16,也就是說隨著管螺紋軸線的延長和縮短管件的直徑隨之變化,管螺紋軸線每延長16mm,螺紋直徑就延長1mm。1英吋管件的螺距是每英吋(25.

4mm)11扣,25.4÷11≈2.309mm,5個螺距相當於軸線延長2.

309×5=11.545mm,螺紋直徑延長(11.545÷16×1)約0.

72mm,周長延伸(0.72mm×3.14)約2.

26mm,1英吋管件基準平面的螺紋小徑為30.291mm,周長約為(30.291×3.

14)95mm,相當於伸長率約為(2.26mm÷95mm×100﹪)2.4%。

也就是說假設用手擰不動後再借助其它輔助力旋進5個螺距,只需材料具有≥2.5%的延伸率就能滿足管件對材質的韌性要求。

基於上述分析,伸長率為5%以上的可鍛鑄鐵韌性完全能夠保證可鍛鑄鐵管件的使用效果,能夠確保管件在使用過程中不崩不裂。

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