彭雪锋等：局部感应加热对高强钢方管二次辊压成形的影响 ·977· (bi 50 um 50m 50m 50m 50 gm 50m 50m 50μnm (ki 50m 50m 50m 图7方管弯角区的显微裂纹.(a)内角，原料：(b)内角，25℃：(c)内角，500℃：(d)内角，550℃：(e)内角，600℃：(0内角，650℃：(g)内 角，700℃：(h)内角，750℃：(i)内角，800℃：(Gj)内角，850℃：(k)内角，880℃：(1)外角，25℃ Fig.7 Microcracks near the comer of square tubes:(a)inner angle,raw material:(b)inner angle,25 C:(c)inner angle,500C:(d)inner angle,550℃：(e)inner angle,600℃；(0 inner angle,650℃；(g)inner angle,700℃；(h)inner angle750℃；(i)inner angle,800℃：(） inner angle,850℃：(k)inner angle,880℃：()exterior angle,25℃ 角均受到拉应力 如在500、550和600℃辊压成形时，方管发生突变时 的压下量分别为1.614、1.489和2.861mm;当辊压成 压扁机沿对角线提供压力 形温度在650℃以上后，方管酸洗压扁到对角线23 处未发生压力突变现象，方管也未出现明显的裂纹. 这是由于在室温下辊压成形得到的方管内角区域 焊缝 出现了一条宽而长的显微裂纹，而且残余应力非常大， 加上乙醇溶液引起的严重应力腐蚀作用，因此在压扁 过程中很快就出现明显裂纹：在500~600℃之间辊压 成形时，宏观裂纹有所改善，这是由于成形后残余温度 较高，自回火降低了残余应力四，但是裂纹恶化仍然 试验台 7711177777777777777777 起主导作用：在650℃以上，成形温度开始起主导作 用，残余应力明显降低，酸洗压扁压力均未出现突变现 图8压扁实验示意图 象，也未见明显宏观裂纹，这是由于显微裂纹的恶化并 Fig.8 Schematic illustration of flattening test 不能导致宏观裂纹的扩展. 图9给出方管在压扁实验过程中压力与沿对角线 3结论 压下量的关系曲线.预成形方管试样酸洗压扁之后压 力与压下量曲线没有出现明显的突变现象，方管内外 (1)在方管热辊压成形过程中，金属具有从外角 表面未出现宏观裂纹，如图9(b)所示：而室温下辊压 向内角流动的趋势，由于感应加热的集肤效应，使方管 成形的方管酸洗压扁压下量仅在1.366mm时，压力突 角部外层金属流动性优于内层，外层金属向内部流动 然下降，发生突变，此时方管上下角的内角区域出现明 的趋势受阻，迫使金属向与侧辊接触的方管外角区域 显的宏观裂纹：随着温度的上升，有较小的改善效果， 流动，出现金属堆积凸起彭雪锋等: 局部感应加热对高强钢方管二次辊压成形的影响 图 7 方管弯角区的显微裂纹 . ( a) 内角，原料; ( b) 内角，25 ℃ ; ( c) 内角，500 ℃ ; ( d) 内角，550 ℃ ; ( e) 内角，600 ℃ ; ( f) 内角，650 ℃ ; ( g) 内 角，700 ℃ ; ( h) 内角，750 ℃ ; ( i) 内角，800 ℃ ; ( j) 内角，850 ℃ ; ( k) 内角，880 ℃ ; ( l) 外角，25 ℃ Fig． 7 Microcracks near the corner of square tubes: ( a) inner angle，raw material; ( b) inner angle，25 ℃ ; ( c) inner angle，500 ℃ ; ( d) inner angle，550 ℃ ; ( e) inner angle，600 ℃ ; ( f) inner angle，650 ℃ ; ( g) inner angle，700 ℃ ; ( h) inner angle 750 ℃ ; ( i) inner angle，800 ℃ ; ( j) inner angle，850 ℃ ; ( k) inner angle，880 ℃ ; ( l) exterior angle，25 ℃ 角均受到拉应力． 图 8 压扁实验示意图 Fig． 8 Schematic illustration of flattening test 图 9 给出方管在压扁实验过程中压力与沿对角线 压下量的关系曲线． 预成形方管试样酸洗压扁之后压 力与压下量曲线没有出现明显的突变现象，方管内外 表面未出现宏观裂纹，如图 9( b) 所示; 而室温下辊压 成形的方管酸洗压扁压下量仅在 1. 366 mm 时，压力突 然下降，发生突变，此时方管上下角的内角区域出现明 显的宏观裂纹; 随着温度的上升，有较小的改善效果， 如在 500、550 和 600 ℃ 辊压成形时，方管发生突变时 的压下量分别为 1. 614、1. 489 和 2. 861 mm; 当辊压成 形温度在 650 ℃ 以上后，方管酸洗压扁到对角线 2 /3 处未发生压力突变现象，方管也未出现明显的裂纹． 这是由于在室温下辊压成形得到的方管内角区域 出现了一条宽而长的显微裂纹，而且残余应力非常大， 加上乙醇溶液引起的严重应力腐蚀作用，因此在压扁 过程中很快就出现明显裂纹; 在 500 ～ 600 ℃ 之间辊压 成形时，宏观裂纹有所改善，这是由于成形后残余温度 较高，自回火降低了残余应力［11］，但是裂纹恶化仍然 起主导作用; 在 650 ℃ 以上，成形温度开始起主导作 用，残余应力明显降低，酸洗压扁压力均未出现突变现 象，也未见明显宏观裂纹，这是由于显微裂纹的恶化并 不能导致宏观裂纹的扩展． 3 结论 ( 1) 在方管热辊压成形过程中，金属具有从外角 向内角流动的趋势，由于感应加热的集肤效应，使方管 角部外层金属流动性优于内层，外层金属向内部流动 的趋势受阻，迫使金属向与侧辊接触的方管外角区域 流动，出现金属堆积凸起． · 779 ·