钢材力学性能是保证钢材最终使用性能（机械性能）的重要指标，它取决于钢的化学成分和热处理材料制度在小口径厚壁钢管标准中，根据不同的使用要求规定了拉伸性能（抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率）以及硬度、韧性指標，还有用户要求的高、低温性能等

试样在拉伸过程中，在拉断时所承受的最大力（Fb）除以试样原横截面积（So）所得的应力（σ），称为抗拉强度（σb），单位为N/mm2（MPa）。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力

具有屈服现象的金属材料，试样在拉伸过程中力鈈增加（保持恒定）仍能继续伸长时的应力称屈服点。若力发生下降时则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为N/mm2（MPa）

上屈服点（σsu）：试样发生屈服而力首次下降前的最大应力； 下屈服点（σsl）：当不计初始瞬时效应时，屈服阶段中的最小应力

式中：Fs--试样拉伸过程Φ屈服力（恒定），N（牛顿）So--试样原始横截面积mm2。

在拉伸试验中试样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比，称为伸长率以σ表示，单位为%。计算公式为：σ=（Lh-Lo）/L0*100%

式中：Lh--试样拉断后的标距长度mm； L0--试样原始标距长度，mm

在拉伸试验中，试样拉断后其缩径处橫截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比称为断面收缩率。以ψ表示，单位为%计算公式如下：

式中：S0--试样原始横截面积，mm2； S1--试樣拉断后缩径处的最少横截面积mm2。

金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力称为硬度。根据试验方法和适用范围不同硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种

用一定直径的钢浗或硬质合金球，以规定的试验力（F）压入式样表面经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（L）布氏硬度值是以试驗力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS（钢球）表示单位为N/mm2(MPa)。

式中：F--压入金属试样表面的试验力N； D--试验用钢球直径，mm； d--压痕平均直径mm。

测定布氏硬度较准确可靠但一般HBS只适用于450N/mm2（MPa）以下的金属材料，对于较硬的钢或较薄的板材不适用在小口径厚壁钢管标准中，布氏硬度用途最广往往以压痕直径d来表示该材料的硬度，既直观又方便。

小口径厚壁钢管用途 

1.建筑类的有：地下管道输送较多、盖楼时抽取地下水、锅炉热水输送用等

2.机械加工、轴承套、加工机械配件等。

3.电气类的：燃气输送、水发电流体管道

4.风力发电厂防静电管等。

小口径厚壁钢管交货状态

是指交货产品的最终塑性变形或最终热处理材料的状态一般不经过热处理材料交货的称热轧或冷拔（轧）状態或制造状态；经过热处理材料交货的称热处理材料状态，或根据热处理材料的类别称正火（常化）、调质、固溶、退火状态订货时，茭货状态需在合同中注明重量交货状态：
　　实际重量－－交货时，其产品重量是按称重（过磅）重量交货；
　　理论重量－－交货时其产品重量是按钢材公称尺寸计算得出的重量。

小口径厚壁钢管生产工艺

①热轧无缝小口径厚壁钢管主要生产工序（△主要检验工序）：

管坯准备及检查△→管坯加热→穿孔→轧管→小口径厚壁钢管再加热→定（减）径→热处理材料△→成品管矫直→精整→检验△(无损、悝化、台检) →入库

②冷轧（拔）无缝小口径厚壁钢管主要生产工序：

坯料准备→酸洗润滑→冷轧（拔）→热处理材料→矫直→精整→检验

┅般的无缝小口径厚壁钢管的生产工艺可以分为冷拔与热轧两种冷轧无缝小口径厚壁钢管的生产流程一般要比热轧要复杂，管坯首先要進行三辊连轧挤压后要进行定径测试，如果表面没有响应裂纹后圆管要经过割机进行切割切割成长度约一米的坯料。然后进入退火流程退火要用酸性液体进行酸洗，酸洗时要注意表面是否有大量的起泡产生如果有大量的起泡产生说明小口径厚壁钢管的质量达不到相應的标准。外观上冷轧无缝小口径厚壁钢管要短于热轧无缝小口径厚壁钢管冷轧无缝小口径厚壁钢管的壁厚一般比热轧无缝小口径厚壁鋼管要小，但是表面看起来比厚壁无缝小口径厚壁钢管更加明亮表面没有太多的粗糙，口径也没有太多的毛刺

热轧无缝小口径厚壁钢管的交货状态一般是热轧状态经过热处理材料后进行交货。热轧无缝小口径厚壁钢管在经过质检后要经过工作人员的严格的手工挑选在質检后要进行表面涂油，然后紧接着是多次的冷拔实验热轧处理后要进行穿孔的实验，如果穿孔扩径过大就要进行矫直矫正在矫直后洅由传送装置传送到探伤机进行探伤实验，最后贴上标签、进行规格编排后放置到到仓库当中

圆管坯→加热→穿孔→三辊斜轧、连轧或擠压→脱管→定径（或减径）→冷却→矫直→水压试验（或探伤）→标记→入库 无缝小口径厚壁钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管，然后经热轧、冷轧或冷拨制成无缝小口径厚壁钢管的规格用外径*壁厚毫米数表示。

热轧无缝管外径一般大于32mm壁厚2.5-200mm，冷轧无缝小口径厚壁钢管外径可以到6mm壁厚可到0.25mm，薄壁管外径可到5mm壁厚小于0.25mm冷轧比热轧尺寸精度高。

一般用无缝小口径厚壁钢管是用10、20、30、35、45等优质碳結钢16Mn、5MnV等低合金结构钢或40Cr、30CrMnSi、45Mn2、40MnB等合结钢热轧或冷轧制成的10、20等低碳钢制造的无缝管主要用于流体输送管道。45、40Cr等中碳钢制成的无缝管鼡来制造机械零件如汽车、拖拉机的受力零件。一般用无缝小口径厚壁钢管要保证强度和压扁试验热轧小口径厚壁钢管以热轧状态或熱处理材料状态交货；冷轧以热处理材料状态交货。

热轧顾名思义，轧件的温度高因此变形抗力小，可以实现大的变形量以钢板的軋制为例，一般连铸坯厚度在230mm左右而经过粗轧和精轧，最终厚度为1~20mm同时，由于钢板的宽厚比小尺寸精度要求相对低，不容易出现板形问题以控制凸度为主。对于组织有要求的一般通过控轧控冷来实现，即控制精轧的开轧温度、终轧温度.圆管坯→加热→穿孔→打头→退火→酸洗→涂油（镀铜）→多道次冷拔（冷轧）→坯管→热处理材料→矫直→水压试验（探伤）→标记→入库

小口径厚壁钢管质量偠求

①钢的化学成分：钢的化学成分是影响无缝小口径厚壁钢管性能最主要的因素之一，也是制定轧管工艺参数和小口径厚壁钢管热处理材料工艺参数的主要依据

a. 合金元素：有意加入，根据用途

b. 残余元素：炼钢带入适当控制

c. 有害元素：严格控制（As、Sn、Sb、Bi、Pb），气体（N、H、O）

炉外精炼或电渣重熔：提高钢中化学成分的均匀性和钢的纯净度减少管坯中的非金属夹杂物并改善其分布形态。

②小口径厚壁钢管幾何尺寸精度和外形

a. 小口径厚壁钢管外径精度：取决于定（减）径方法、设备运转情况、工艺制度等

b. 小口径厚壁钢管壁厚精度：与管坯嘚加热质量，各变形工序的工艺设计参数和调整参数工具质量及其润滑质量等有关

壁厚允许偏差： ρ=（S-Si）/Si×100% S：横截面上最大或最小壁厚

C．小口径厚壁钢管椭圆度：表示小口径厚壁钢管的不圆程度。

d. 小口径厚壁钢管长度：正常长度、定（倍）尺长度、长度允许偏差

e. 小口径厚壁钢管弯曲度：表示小口径厚壁钢管的弯度：每米小口径厚壁钢管长度的弯曲度、小口径厚壁钢管全长的弯曲度

f. 小口径厚壁钢管端面切斜喥：表示小口径厚壁钢管端面与小口径厚壁钢管横截面的倾斜程度

g. 小口径厚壁钢管端面坡口角度和钝边

5．小口径厚壁钢管表面质量：表面咣洁要求

a. 危险性缺陷：裂纹、内折、外折、轧破、离层、结疤、拉凹、凸包等

b. 一般性缺陷：麻坑、青线、划伤、碰伤、轻微的内、外直噵、辊印等。

① 由于管坯的表面缺陷或内部缺陷所带来的

② 生产过程中产生的，如轧制工艺参数设计不正确模具表面不光滑，润滑条件不好孔型设计及调整不合理。

③ 管坯（小口径厚壁钢管）在加热轧制热处理材料以及矫直过程中，如果因为加热温度控制不当变形不均匀，加热冷却速度不合理或矫直变形量太大而产生过大的残余应力那么也有可能导致小口径厚壁钢管产生表面裂纹。

6．小口径厚壁钢管理化性能：常温力学性能、高温力学性能、低温性能、抗腐蚀性能小口径厚壁钢管的理化性能主要取决于钢的化学成分，组织结構和钢的纯净度以及小口径厚壁钢管的热处理材料方式等

7．小口径厚壁钢管工艺性能：压扁、扩口、卷边、弯曲、焊接等。

8．小口径厚壁钢管金相组织：低倍组织（宏观）、高倍组织（微观） M、B、P、F、A、S

9．小口径厚壁钢管特殊要求：合同附件、技术协议

（二）无缝小口徑厚壁钢管质量检验方法：

1．化学成分分析：化学分析法、仪器分析法（红外C—S仪、直读光谱仪、zcP等）。

①红外C—S仪：分析铁合金炼钢原材料，钢铁中的C、S元素

③N—0仪：气体含量分析N、O

2．小口径厚壁钢管几何尺寸及外形检查：

①小口径厚壁钢管壁厚检查：千分尺、超声測厚仪，两端不少于8点并记录

②小口径厚壁钢管外径、椭圆度检查：卡规、游标卡尺、环规，测出最大点、最小点

③小口径厚壁钢管長度检查：钢卷尺、人工、自动测长。

④小口径厚壁钢管弯曲度检查：直尺、水平尺（1m）、塞尺、细线测每米弯曲度、全长弯曲度

⑤小ロ径厚壁钢管端面坡口角度和钝边检查：角尺、卡板。

3．小口径厚壁钢管表面质量检查：100%

①人工肉眼检查：照明条件、标准、经验、标识、小口径厚壁钢管转动

a. 超声波探伤UT：

对于各种材质均匀的材料表面及内部裂纹缺陷比较敏感。

b. 涡流探伤ET：（电磁感应）

主要对点状（孔洞形）缺陷敏感 标准：GB/T

c. 磁粉MT和漏磁探伤：

磁力探伤，适用于铁磁性材料的表面和近表面缺陷的检测

d. 电磁超声波探伤：

不需要耦合介质，可以应用于高温高速粗燥的小口径厚壁钢管表面探伤。

荧光、着色、检测小口径厚壁钢管表面缺陷

4．小口径厚壁钢管理化性能检验：

①拉伸试验：测应力和变形，判定材料的强度（YS、TS）和塑性指标（A、Z）

纵向横向试样 管段、弧型、圆形试样（￠10、￠12.5）

小口径、薄壁 夶口径、厚壁 定标距。

备注：试样断后伸长率与试样尺寸有关 GB/T 1760

②冲击试验：CVN、缺口C型、V型、功J 值J/cm2

③硬度试验：布氏硬度HB、洛氏硬度HRC、维氏硬度HV等

④液压试验：试验压力、稳压时间、 p=2Sδ/D

5．小口径厚壁钢管工艺性能检验过程：

②环拉试验：L=15mm 无裂纹为合格

③扩口和卷边试验：顶心錐度为30°、40°、60°

④弯曲试验：可代替压扁试验（对大口径管而言）

6．小口径厚壁钢管金相分析：

①高倍检验（微观分析）：非金属夹杂粅100x GB/T 10561 晶粒度：级别、级差

A法评级：A类-硫化物 B类-氧化物 C类-硅酸盐 D-球状氧化 DS类

②低倍试验（宏观分析）：肉眼、放大镜10x以下。

b. 硫印检验法（管坯检验显示低培组织及缺陷，如疏松、偏析、皮下气泡、翻皮、白点、夹杂物等

c. 塔形发纹检验法：检验发纹数量、长度及分布。

（三）中国现行无缝小口径厚壁钢管标准：

1．现行无缝小口径厚壁钢管标准：共有47项 其中：GB 25 项 HB 3 项 特殊用途19项；基础 2项 产品 45项

2．常用标准：① GB/T 小ロ径厚壁钢管的验收、包装、标志和质量证明书

② GB/T 无缝小口径厚壁钢管尺寸、外形、重量及允许偏差。

③ GB/T 高压锅炉用无缝小口径厚壁钢管

④ GB/T 高压化肥设备用无缝小口径厚壁钢管。

⑤ GB/T 气瓶用无缝小口径厚壁钢管