4.5  斜轧穿孔时的金属变形 

4.5.1  管坯受力情况 

图4-6显示管坯的受力情况，图中显示F为轧辊方向（平面）的力，为压应力，在接触点的位置显示为最大。中心部位（导盘方向）显示为拉应力，理论上在导盘的中心部位受力为最大。因为管坯的不断旋转，同一部位的受力情况不断变化，导致中心部位的金属受到交变应力的作用，中心产生疏松，形成孔腔。

 图 5   金属受理分析图

4．5．2 金属变形

斜轧穿孔过程中存在着两种变形,即基本变形(或宏观变形)和附加变形(称不均匀变形) 基本变形是指外观形状的变化，这种变形是可以直观的，如由实心圆管坯变成空心的毛

图4-6

4.5.2  金属变形

基本变形完全是几何尺寸的变化，与材料的性质无关，而且基本变形取决于变形区的几何形状（由工具设计和轧机调整所决定）。

附加变形指的是材料内部的变形，是直观不到的变形，附加变形是由于材料中内应力所引起的，是增大材料的变形应力，引起材料中产生的缺陷，所以在实际生产中如何来减小附加变形是很重要的。

4.5.2.1  基本变形

基本变形即延伸变形，切向变形和径向变形（壁厚压缩）。这三种变形都是宏观变形，表示外观形状和尺寸变化。基本变形可用下式表示：

径向应变增量:     

纵向（延伸）应变增量： 

切向（圆周）应变增量： 

4.5.2.2  附加变形

附加变形包括有扭转变形，纵向剪切变形等，附加变形是由于金属各部分的变形不均匀产生的，附加变形会带来一系列的后果，如造成变形能量增加，以及由于附加变形所引起的附加应力，容易导致毛管内外表面上和内部产生缺陷等。

纵向剪切变形主要是由于顶头的轴向阻力所造成的，一方面轧辊带动管材轴向流动，而顶头要阻止金属轴向流动，最终导致各金属轴向流动有差异，可是各层金属又是互相联系的，是一个整体，所以在各层金属间必然产生附加变形和附加应力，特别是和轧辊、顶头直接接触的表面层金属 ，由图中可看出，附加变形更大些，因此毛管内外表面很容易出现缺陷或者使管坯表面原有的缺陷发展扩大。

切向剪变形往往是造成毛管内外表面产生缺陷原因之一（如裂纹、折迭、离层等缺陷）。