方矩管穿孔過程中存在著兩種金屬變形，基本變形和附加變形。
（一）基本變形
它是指外觀的形狀的變化，即可直接觀察到的宏觀變形，與材料性質(zhì)無關(guān)。由一個實心圓坯料穿成一個空心方矩管坯的過程中，宏觀變形包括延伸變形、周向變形和徑向變形。沿變形區(qū)長度上各斷面3個方向的變形分布。
（二）附加變形
它指的是材料內(nèi)部的直接觀察不到的變形，是由金屬的內(nèi)應力引起的。附加變形會帶來一系列的后果，如使變形時能耗增加，引起附加應力；易導致方矩管內(nèi)外表面缺陷和內(nèi)部產(chǎn)生缺陷等。附加變形一般難于從管坯外觀上直接觀察到，因此要采用特殊的試件進行研究。附加變形包括以下三種形式：
1）扭轉(zhuǎn)變形
當方矩管坯上沿長度方向有一直線折疊時，穿孔后直線折疊變成大螺旋形折疊。又如加熱管坯產(chǎn)生陰陽面時，穿孔過程中管坯上的陰陽面在毛管上呈大螺旋形分布，這些現(xiàn)象都是由扭轉(zhuǎn)變形造成的。扭轉(zhuǎn)變形是由管坯和軋輥之間運動、變形的相互矛盾而引起的。在軋制實心坯階段扭轉(zhuǎn)變形很小，到在頂頭上軋制階段扭轉(zhuǎn)變形急劇增加。
2）切向剪切變形
在頂頭上的穿孔開始階段，由于頂頭表面的圓周速度大于金屬的切向流動速度，頂頭如同軋輥一樣也帶動金屬向切向流動，這樣與頂頭直接接觸的內(nèi)表面金屬的切向流動速度大于管壁的中間層，原來為直線形的條痕變形后呈c形曲線分布；而且隨著方矩管壁變形程度的加大，曲線彎曲程度也加大。這樣在各層金屬之間將產(chǎn)生較大的切向剪切變形。
3）縱向剪切變形
內(nèi)層金屬的軸向流動較外層慢，變形時內(nèi)層金屬阻止外層金屬作軸向內(nèi)表面縱向剪切變形流動，在各層金屬之間產(chǎn)生縱向剪切變形�？v向剪切變形是頂頭的軸向阻力造成的。因穿孔時軋輥帶動管材作軸向流動，而頂頭則阻止金屬軸向流動，最終導致各層金屬軸向流動有差異。但是各層金屬又是相互聯(lián)系的一個整體，不能分離。因此在各層金屬間必然要產(chǎn)生附加變形和附加應力，常使同軋輥和頂頭直接接觸的表層出現(xiàn)缺陷，或者使方矩管坯表面原有的缺陷發(fā)展或擴大。 |
圓管系列
