304不銹鋼管疲勞斷裂的原因

2022-03-31 16:04:40 正佳不銹鋼

304不銹鋼管具有良好的耐蝕性、耐熱性、低溫強(qiáng)度和機(jī)械特性，同時具有良好的加工性能和可焊性。它廣泛用于制作要求具有良好綜合性能（耐腐蝕和成型性）的設(shè)備和機(jī)件中，在機(jī)械、工業(yè)等領(lǐng)域中應(yīng)用得比較廣泛。在實際應(yīng)用中它的靜強(qiáng)度一般都會滿足要求，而不銹鋼疲勞斷裂的事件時有發(fā)生，導(dǎo)致嚴(yán)重后果。下面一起來了解304不銹鋼管疲勞斷裂的原因。

一、疲勞斷裂的定義
我們先來了解什么是疲勞斷裂，其是材料承受交變循環(huán)應(yīng)力或應(yīng)變時，引起的局部結(jié)構(gòu)變化和內(nèi)部缺陷的不斷地發(fā)展，使材料的力學(xué)性能下降，最終導(dǎo)致產(chǎn)品或材料的完全斷裂，這個過程稱為疲勞斷裂，也可簡稱為金屬的疲勞。

二、產(chǎn)生疲勞斷裂的原因
1、原材料中的非金屬夾雜物本身或由它而產(chǎn)生的孔洞相當(dāng)于微小缺口，在交變載荷作用下將產(chǎn)生應(yīng)力集中和應(yīng)變集中，成為疲勞斷裂的裂紋源，對材料的疲勞性能造成不良影響。一般說來，易變形的塑性夾雜物(如硫化物)對304不銹鋼管的疲勞性能影響較小，而脆性夾雜物(如氧化物、硅酸鹽等)則有較大的危害。比基體膨脹系數(shù)大的夾雜物(如硫化物)因在基體中產(chǎn)生壓應(yīng)力而影響小，而比基體膨脹系數(shù)小的夾雜物(如氧化鋁等)因在基體中產(chǎn)生拉應(yīng)力而影響大。這也是導(dǎo)致管材發(fā)生疲勞斷裂的原因之一。

2、不同的切削加工方式（車、銑、刨、磨、拋光）會形成不同的表面粗糙度，即形成不同大小尺寸和尖銳程度的小缺口。這種小缺口與不銹鋼制品管幾何形狀突變所造成的應(yīng)力集中效果是相同的。由于表面狀態(tài)不良導(dǎo)致疲勞裂紋的形成是發(fā)生疲勞斷裂的另一重要原因。
3、環(huán)境因素（低溫、高溫及腐蝕介質(zhì)等）的變化，使不銹鋼焊管材料的疲勞強(qiáng)度顯著降低，往往引起過早的發(fā)生斷裂失效。
4、一般是由于304不銹鋼管的結(jié)構(gòu)形狀不合理，即在鋼管中的最薄弱的部位存在轉(zhuǎn)角、孔、槽等形狀的突變而造成過大的應(yīng)力集中或者材料本身強(qiáng)度較低的部位。例如原有裂紋、軟點、脫碳、夾雜、刀痕等缺陷處，在交變或循環(huán)應(yīng)力的反復(fù)下產(chǎn)生了疲勞斷裂，并隨著應(yīng)力的循環(huán)周次的增加，疲勞裂紋不斷擴(kuò)展，使鋼管承受載荷的有效面積不斷減小，最后當(dāng)減小到不能承受外加載荷的作用時，即發(fā)生突然斷裂。