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不锈钢管成形的生产方法具有节材节能和提高产品质量等优点，但在成形过程中管坯金属的变形行为非常复杂，理论分析比较困难 采用理论分析与实验研究相结合的方法，通过大量的实验研究总结出不锈钢管成形参数化的速度场，然后用能量法及主应力进行求解，前苏联学者采用此法。 采用近似理论分析方法，主要是假设变形是轴对称或是平面状态，采用主应力或上限法进行求解，对解析解再乘以系数进行修正。这种方法实质上只能近似求解出远离过渡区域的主管、支管以及对称面上金属的变形，日本及中国学者常采用此法。 数值模拟仿真计算，主要采用有限元法，美国及韩国学者常采用此法。 这三种方法各有优缺点，适合不同的场合。 一般地，在工艺设计、定性讨论成形规律及计算成形力的时候采用前两种方法，而要深入地定量研究成形规律、揭示应力应变的分布以及优化工艺和模具结构时，就需要进行有限元模拟。有限元法是数值分析方法中应用为广泛并且 有生命力的一种方法。近20年来，人们在有限元的理论、单元类型、材料本构关系、接触模型以及算法上进行了大量的研究，使它在金属成形分析中的应用范围不断扩大，从20世纪70年代到80年代中后期主要还是只能解决平面问题和轴对称问题，到了90年代已经能够解决较为复杂的三维问题，目前正在不断提高计算效率和精度，开始向实用化方向发展。 有限元法的基本原理是将欲求解未知场变量的不锈钢管连续介质划分有限个单元，单元用节点连接，每个单元内的场变量通过插值函数有节点值确定，单元之间的作用力由节点传递，根据虚功原理或者能量泛函的变分原理尽量单元的运动方程或刚度方程，然后对各单元进行集成而形成问题的整体运动方程或整体刚度程， 进行数值求解得到基本知量（一般是位移）的节点值，进而求得其他场变量的值。
合金元素在2520不锈钢管中的作用 不锈钢管中的元素分有意加入和非有意加入的两种。在实际生产和使用的不锈钢管中总是有少量非有意加入的各种元素，如一般含量的硅、锰、磷、硫、氧、氮、氢等。这些元素称为常存或残余元素。其中，硅、锰是脱氧后残留下来的；磷、硫主要是原材料带来的；而氧、氮、氢部分是原材料带来，部分是在冶炼过程中从空气中吸收的。 为了改善和提高不锈钢管的某些性能和使之获得某些特殊性能而有意在冶炼过程中加入的元素称为合金元素。常用的合金元素有硅、锰、铬、镍、铝、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。磷、硫、氮等在某些情况下也起合金元素的作用。钢中合金元素的含量各有不同，有的高达百分之几十，如铬、镍、锰等，有的则低至万分之几，如硼。其成分及含量根据生产的需要面有所差异。 合金元素在2520不锈钢管中与铁和碳这两个基本组元的作用，以及它们彼此之间相互作用，影响不锈钢管中各组成相、组织和结构，促使其发生有利的变化，可提高和改善不锈钢管的综合机械性能；能显著提高和改善钢的工艺性能，如淬透性、回火稳定性、被切削性等；还可使钢获得一些特殊的物理化学性能，如耐热、不锈、耐腐蚀等。这些性能的改善和获得，一部分是加入合金元素的直接影响，而大部分则是合金元素影响钢的相变过程所引起的
氮在316L不锈钢管的作用除了代替部分贵重金属镍外，主要是在不损害钢的塑性和韧性的前提下，显著提高钢的强度。氮对316L不锈钢管的强化优势如图所示。目前关于氮的强化作用主要包括间隙固溶强化，晶界强化，析出强化。 可以看出氮和碳在钢中主要以间隙原子形式存在，但在不同的晶格中占据不同的位置。在体心立方晶格中占据四面体间隙位置，在面心立方晶格中占据八面体间隙位置。由于316L不锈钢管的晶格结构为面心立方晶格，因此氮和碳在奥氏体中主要存在于八面体间隙位置。 与碳相比氮原子半径虽然较小，但氮在316L不锈钢管的晶格中可以产生更大的晶格膨胀，使位错运动的阻力增大，强度增加。有研究表明，在300系列不锈钢管中加入0.1%的氮元素，奥氏体基体畸变应力增加3.3倍，室温强度提高约60MP~100MP。另一方面，氮原子对位错也有强烈的钉扎作用。这是由于氮原子与位错的结合焓较高；再者氮原子与位错之间也存在静电的相互作用，因为位错的核心由于缺少自由电子，而带正电荷，氮原子附近由于自由电子较多，带负电荷。这使得氮原子与位错之间发生静电吸引作用，强化效应增加。氮还可以使原子间电子交换的方向性降低，使电子在晶体结构内的分布更均匀，更利于氮的弥散强化。此外，由于电子交换方向性降低，原子键合在位错滑移过程中并未减弱或受到破坏，所以氮合金化后的316L不锈钢管仍具有较高的断裂韧性。
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