4.4孔腔形成機理

斜軋實心管坯時，在頂頭接觸管坯前常易出現金屬中心破裂現象，當大量裂口發展成相互連接，擴大成片以后，金屬連續性破壞，形成中心空洞即孔腔。見圖4-5。在頂頭前過早形成孔腔，會造成大量的內折缺陷，惡化厚壁無縫鋼管內表面質量，甚至形成廢品，因此在穿孔工藝中力求避免過早形成孔腔。

圖4-5 孔腔示意圖

影響孔腔形成的主要因素有：

變形的不均勻性（頂頭前壓縮量）

不均勻變形程度主要決定于坯料每半轉的壓縮量（稱為單位壓縮量），生產中指頂頭前壓縮量。頂頭前壓縮量愈大則變形不均勻程度也愈大，導致管坯中心區的切應力和拉應力增加，從而容易促進孔腔的形成。一般用臨界壓縮量來表示最大壓縮量值的限制，壓縮量小于臨界壓縮量則不容易或不形成孔腔。

橢圓度的影響

穿孔過程中在管坯橫斷面上存在著很大的不均勻變形，橢圓度愈大，則不均勻變形也愈大。按照體積不變定律可知，橫向變形愈大則縱向變形愈小，將導致管坯中心的橫向拉應力、切應力以及反復應力增加，加劇了孔腔的形成趨勢

單位壓縮次數的影響

在生產中主要指管坯從一次咬入到二次咬入過程中管坯的旋轉次數，次數的增多就容易形成孔腔。

鋼的自然塑性

鋼的自然塑性由鋼的化學成分、金屬冶煉質量以及金屬組織狀態所決定，而組織狀態又由管坯加熱溫度和時間所影響。一般來說塑性低的金屬，穿孔性能差，容易產生孔腔。

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