Исследование прочности и долговечности металла отводов холодного гнутья из труб К56 современного производства
Authors: Николай Андреевич Maхутов , Ольга Александровна Задубровская , Дмитрий Анатольевич Гаврилов , Владимир Александрович Попов 
Published: December 2024

Для поддержания устойчивости стенки трубы и предотвращения образования недопустимых дефектов геометрии при гибке отводов холодного гнутья рекомендуется выбирать трубы с минимальным пределом текучести из партии, который, в свою очередь, зависит от структурного состояния металла, наследуемого в результате технологических процессов прокатки листа, изготовления трубы и гнутья отвода. Целью работы стала оценка влияния микроструктуры на статические кратковременные механические свойства и долговечность металла отводов холодного гнутья класса прочности К56. Определено, что с уменьшением размера зерна феррито-перлитно-бейнитной микроструктуры и одновременным снижением количества перлита, и увеличением количества бейнита условный предел текучести, временное сопротивление металла отводов увеличиваются, а пластичность снижается. C уменьшением размера зерна и ростом прочностных характеристик металла труб, отбираемых для гибки, растет и долговечность металла прямого участка отводов – тем большее количество циклов до разрушения выдерживают образцы металла при ассиметричном циклическом нагружении растяжением. В процессе гибки в поперечном направлении происходит уменьшение анизотропии зерна в растянутой части гиба и увеличение анизотропии зерна в сжатой части гиба при увеличении анизотропии зерна в продольном направлении в растянутой части гиба и уменьшении анизотропии зерна в сжатой части гиба. Данные изменения микроструктуры приводят к упрочнению металла на участке изгиба – росту условного предела текучести, росту временного сопротивления и снижению пластичности. Изменение размера и анизотропии зерна при гибке тонкостенных отводов с размером зерна 4,5–4,9 мкм практически не изменяет долговечность металла отводов на участке изгиба, а в сжатой части гиба толстостенных отводов с размером зерна 5,4–6,1 мкм наблюдается увеличение долговечности.

To maintain the pipe wall stability and prevent the formation of unacceptable geometrical defects when making cold bends, it is recommended to select pipes with a minimum yield strength from the batch, which, in turn, depends on the structural state of the metal inherited as a result of the production processes of sheet rolling, pipe manufacturing and bending of the bend. The objective of the paper was to evaluate the influence of microstructure on static short-term mechanical properties and durability of cold bends of strength class K56. It has been determined that, with a decrease in the grain size of the ferrite-pearlite-bainite microstructure and a simultaneous decrease in the amount of pearlite and an increase in the amount of bainite, the conventional yield strength and the ultimate strength of the bend metal increases while the plasticity decreases. With a decrease in grain size and an increase in the strength characteristics of pipe metal selected for bending, the durability of the straight section of bends also increases, increasing the number of cycles before failure that metal specimens can withstand under asymmetric cyclic tensile loading. During the process of bending in the transverse direction, there is a decrease in the grain size in the extrados of the bend and an increase in the grain size in the intrados of the bent with an increase in the grain anisotropy in the longitudinal direction in the extrados of the bend and a decrease in the grain anisotropy in the intrados of the bend. These changes in the microstructure lead to strengthening of the metal in the bent section and therefore to an increase in the conventional yield strength, an increase in the ultimate strength and a decrease in plasticity. Changing the size and anisotropy of grain during bending of thin-walled bends with a grain size of 4.5–4.9 μm barely changes the durability of the bend metal in the bent section, while in the intrados of thick-walled bends with a grain size of 5.4–6.1 μm, an increase in durability is observed.