Propiedades mecánicas de la tubería de acero sin costura

Las propiedades mecánicas de los tubos de acero sin costura son indicadores críticos que aseguran su desempeño en aplicaciones finales. Estas propiedades están influenciadas por la composición química del acero y el proceso de tratamiento térmico aplicado. En las normas de tuberías de acero, dependiendo del uso previsto, se especifican varias características mecánicas, incluidas las propiedades de tracción (como resistencia a la tracción, límite elástico o límite elástico y alargamiento), dureza, tenacidad y el comportamiento del material bajo temperaturas altas y bajas. Este artículo hablará sobre las propiedades mecánicas de los tubos de acero sin costura.

①Resistencia a la tracción (σb)
En el proceso de tracción, la fuerza máxima (Fb) que soporta la muestra al romperse, dividida por el área de la sección transversal original (So) de la muestra, es la tensión (σ), que se denomina resistencia a la tracción (σb). , y la unidad es N/mm2 (MPa). Representa la capacidad máxima de un material metálico para resistir daños bajo fuerza de tracción.

②Punto de fluencia (σs)
Para un material metálico con un fenómeno de fluencia, la tensión a la que la muestra puede continuar elongándose sin aumentar la fuerza (manteniéndose constante) durante el proceso de estiramiento se denomina límite elástico. Si la fuerza disminuye, se deben distinguir los puntos elásticos superior e inferior. La unidad del límite elástico es N/mm2 (MPa).
Punto de fluencia superior (σsu): La tensión máxima antes de que la muestra ceda y la fuerza caiga por primera vez; Punto de fluencia inferior (σsl): La tensión mínima en la etapa de fluencia cuando no se tiene en cuenta el efecto transitorio inicial.
La fórmula de cálculo del límite elástico es: σs=Fs/So
Donde: Fs - fuerza elástica (constante) durante el proceso de tracción de la muestra, N (Newton) Entonces - el área de la sección transversal original de la muestra, mm2.

③Alargamiento después de la rotura (σ)
En la prueba de tracción, el porcentaje de la longitud de la longitud calibrada que aumenta después de que la muestra se rompe a la longitud calibrada original se denomina alargamiento. Expresado por σ, la unidad es %. La fórmula de cálculo es: σ=(Lh-L0)/L0*100%
En la fórmula: Lh: longitud calibrada de la muestra después de la rotura, en mm; L0: longitud de calibre original de la muestra, en mm.

④Reducción de área (ψ)
En la prueba de tracción, el porcentaje de la reducción máxima del área de la sección transversal en el diámetro reducido de la muestra después de que la muestra se rompe al área de la sección transversal original se llama reducción del área. Expresado en ψ, la unidad es %. La fórmula de cálculo es la siguiente: ψ=(S0-S1)/S0*100%
En la fórmula: S0: el área de la sección transversal original de la muestra, mm2; S1: el área de sección transversal mínima en el diámetro reducido de la muestra después de su rotura, mm2.

⑤ Índice de dureza
La capacidad de los materiales metálicos para resistir la penetración de objetos duros en la superficie se llama dureza. Según los diferentes métodos de prueba y el ámbito de aplicación, la dureza se puede dividir en dureza Brinell, dureza Rockwell, dureza Vickers, dureza Shore, microdureza y dureza a alta temperatura. Hay tres tubos de uso común: dureza Brinell, Rockwell y Vickers.
A. Dureza Brinell (HB)
Utilice una bola de acero o una bola de carburo cementado de cierto diámetro para presionar la superficie de la muestra con la fuerza de prueba especificada (F), retire la fuerza de prueba después del tiempo de retención especificado y mida el diámetro de la indentación (L) en la superficie. de la muestra. El valor de dureza Brinell es el cociente que se obtiene dividiendo la fuerza de prueba por la superficie esférica de la indentación. Expresado en HBS (bola de acero), la unidad es N/mm2 (MPa).
La medición de la dureza Brinell es más precisa y confiable, pero generalmente HBS solo es adecuada para materiales metálicos por debajo de 450 N/mm2 (MPa) y no es adecuada para acero más duro o placas más delgadas. Entre los estándares de tuberías de acero, la dureza Brinell es la más utilizada y la dureza del material a menudo se expresa mediante el diámetro de indentación d, que es intuitivo y conveniente.

B. Dureza Rockwell (HR)
La prueba de dureza Rockwell implica presionar un penetrador, generalmente una bola de acero o un cono de diamante, en la superficie del material bajo una carga específica y luego medir la profundidad de la indentación. El valor de dureza Rockwell se calcula en función de la profundidad de la penetración. A diferencia del método Brinell, la prueba de dureza Rockwell es más rápida y no requiere medir el diámetro de la indentación.

La dureza Rockwell se divide en diferentes escalas según el tipo de penetrador y la fuerza de prueba, incluido HRB (que usa una bola de acero para materiales más blandos como aleaciones de cobre) y HRC (que usa un cono de diamante para materiales más duros como el acero endurecido). La escala HRC es particularmente adecuada para aceros con una dureza superior a 450 N/mm², lo que la hace ampliamente utilizada para tubos de acero y otros materiales donde se necesita una mayor precisión. Las pruebas de Rockwell son más simples y aplicables para entornos de producción debido a sus resultados rápidos y daño mínimo a las muestras.

C. Dureza Vickers (HV)
La prueba de dureza Vickers utiliza un penetrador piramidal de diamante presionado en la superficie del material bajo una carga específica. El valor de dureza Vickers se determina dividiendo la fuerza de prueba por el área de la superficie de la muesca. Este método proporciona una alta precisión y se puede utilizar tanto para materiales muy duros como para materiales muy blandos. A diferencia de las pruebas Brinell y Rockwell, el método Vickers aplica el mismo penetrador para todos los materiales, lo que lo hace muy versátil en una amplia gama de niveles de dureza.

La prueba de dureza Vickers es especialmente útil para medir la dureza de materiales delgados o aquellos con una dureza muy variable, como revestimientos o tubos de acero con superficie tratada. A menudo se aplica en el control de calidad de piezas pequeñas o complejas debido a su precisión, pero la prueba es más lenta y requiere equipos más elaborados en comparación con los métodos Rockwell o Brinell.