鋼材力學(xué)性能是保證鋼材最終使用性能（機械性能）的重要指標，它取決于鋼的化學(xué)成分和熱處理制度。在鋼管標準中，根據不同的使用要求，規定了拉伸性能（抗拉強度、屈服強度或屈服點(diǎn)、伸長(cháng)率）以及硬度、韌性指標，還有用戶(hù)要求的高、低溫性能等。

①抗拉強度（σb）

試樣在拉伸過(guò)程中，在拉斷時(shí)所承受的最大力（Fb），除以試樣原橫截面積（So）所得的應力（σ），稱(chēng)為抗拉強度（σb），單位為N/mm2（MPa）。它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的最大能力。

②屈服點(diǎn)（σs）

具有屈服現象的金屬材料，試樣在拉伸過(guò)程中力不增加（保持恒定）仍能繼續伸長(cháng)時(shí)的應力，稱(chēng)屈服點(diǎn)。若力發(fā)生下降時(shí)，則應區分上、下屈服點(diǎn)。屈服點(diǎn)的單位為N/mm2（MPa）。

上屈服點(diǎn)（σsu）：試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最大應力； 下屈服點(diǎn)（σsl）：當不計初始瞬時(shí)效應時(shí)，屈服階段中的最小應力。

屈服點(diǎn)的計算公式為：

式中：Fs--試樣拉伸過(guò)程中屈服力（恒定），N（牛頓）So--試樣原始橫截面積，mm2。

③斷后伸長(cháng)率（σ）

在拉伸試驗中，試樣拉斷后其標距所增加的長(cháng)度與原標距長(cháng)度的百分比，稱(chēng)為伸長(cháng)率。以σ表示，單位為%。計算公式為：σ=（Lh-Lo）/L0*100%

式中：Lh--試樣拉斷后的標距長(cháng)度，mm； L0--試樣原始標距長(cháng)度，mm。

④斷面收縮率（ψ）

在拉伸試驗中，試樣拉斷后其縮徑處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比，稱(chēng)為斷面收縮率。以ψ表示，單位為%。計算公式如下：

式中：S0--試樣原始橫截面積，mm2； S1--試樣拉斷后縮徑處的最少橫截面積，mm2。

⑤硬度指標

金屬材料抵抗硬的物體壓陷表面的能力，稱(chēng)為硬度。根據試驗方法和適用范圍不同，硬度又可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度、顯微硬度和高溫硬度等。對于管材一般常用的有布氏、洛氏、維氏硬度三種。

A、布氏硬度（HB）

用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球，以規定的試驗力（F）壓入式樣表面，經(jīng)規定保持時(shí)間后卸除試驗力，測量試樣表面的壓痕直徑（L）。布氏硬度值是以試驗力除以壓痕球形表面積所得的商。以HBS（鋼球）表示，單位為N/mm2（MPa）。

其計算公式為：

式中：F--壓入金屬試樣表面的試驗力，N； D--試驗用鋼球直徑，mm； d--壓痕平均直徑，mm。

測定布氏硬度較準確可靠，但一般HBS只適用于450N/mm2（MPa）以下的金屬材料，對于較硬的鋼或較薄的板材不適用。在鋼管標準中，布氏硬度用途最廣，往往以壓痕直徑d來(lái)表示該材料的硬度，既直觀(guān)，又方便。

舉例：120HBS10/1000/30：表示用直徑10mm鋼球在1000Kgf（9.807KN）試驗力作用下，保持30s（秒）測得的布氏硬度值為120N/ mm2（MPa）。 [1] 

質(zhì)量要求

編輯

（一）質(zhì)量要求

①鋼的化學(xué)成分：鋼的化學(xué)成分是影響無(wú)縫鋼管性能最主要的因素之一，也是制定軋管工藝參數和鋼管熱處理工藝參數的主要依據。

a. 合金元素：有意加入，根據用途

b. 殘余元素：煉鋼帶入，適當控制

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

爐外精煉或電渣重熔：提高鋼中化學(xué)成分的均勻性和鋼的純凈度，減少管坯中的非金屬夾雜物并改善其分布形態(tài)。

②鋼管幾何尺寸精度和外形

a. 鋼管外徑精度：取決于定（減）徑方法、設備運轉情況、工藝制度等。

外徑允許偏差 δ=（D-Di）/Di ×100% D： 最大或最小外徑mm

Di：名義外徑mm

b. 鋼管壁厚精度：與管坯的加熱質(zhì)量，各變形工序的工藝設計參數和調整參數，工具質(zhì)量及其潤滑質(zhì)量等有關(guān)

壁厚允許偏差： ρ=（S-Si）/Si×100% S：橫截面上最大或最小壁厚

Si：名義壁厚mm

C．鋼管橢圓度：表示鋼管的不圓程度。

d. 鋼管長(cháng)度：正常長(cháng)度、定（倍）尺長(cháng)度、長(cháng)度允許偏差

e. 鋼管彎曲度：表示鋼管的彎度：每米鋼管長(cháng)度的彎曲度、鋼管全長(cháng)的彎曲度

f. 鋼管端面切斜度：表示鋼管端面與鋼管橫截面的傾斜程度

g. 鋼管端面坡口角度和鈍邊

5．鋼管表面質(zhì)量：表面光潔要求

a. 危險性缺陷：裂紋、內折、外折、軋破、離層、結疤、拉凹、凸包等。

b. 一般性缺陷：麻坑、青線(xiàn)、劃傷、碰傷、輕微的內、外直道、輥印等。

產(chǎn)生原因：

① 由于管坯的表面缺陷或內部缺陷所帶來(lái)的。

② 生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的，如軋制工藝參數設計不正確，模具表面不光滑，潤滑條件不好，孔型設計及調整不合理。

③ 管坯（鋼管）在加熱軋制，熱處理以及矯直過(guò)程中，如果因為加熱溫度控制不當，變形不均勻，加熱冷卻速度不合理或矯直變形量太大而產(chǎn)生過(guò)大的殘余應力，那么也有可能導致鋼管產(chǎn)生表面裂紋。

6．鋼管理化性能：常溫力學(xué)性能、高溫力學(xué)性能、低溫性能、抗腐蝕性能。鋼管的理化性能主要取決于鋼的化學(xué)成分，組織結構和鋼的純凈度以及鋼管的熱處理方式等。

7．鋼管工藝性能：壓扁、擴口、卷邊、彎曲、焊接等。

8．鋼管金相組織：低倍組織（宏觀(guān)）、高倍組織（微觀(guān)） M、B、P、F、A、S

9．鋼管特殊要求：合同附件、技術(shù)協(xié)議。

（二）無(wú)縫鋼管質(zhì)量檢驗方法：

1．化學(xué)成分分析：化學(xué)分析法、儀器分析法（紅外C—S儀、直讀光譜儀、zcP等）。

①紅外C—S儀：分析鐵合金，煉鋼原材料，鋼鐵中的C、S元素。

②直讀光譜儀：塊狀試樣中的C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo、Ni、Cn、A1、W、V、Ti、B、Nb、As、Sn、Sb、Pb、Bi

③N—0儀：氣體含量分析N、O

2．鋼管幾何尺寸及外形檢查：

①鋼管壁厚檢查：千分尺、超聲測厚儀，兩端不少于8點(diǎn)并記錄。

②鋼管外徑、橢圓度檢查：卡規、游標卡尺、環(huán)規，測出最大點(diǎn)、最小點(diǎn)。

③鋼管長(cháng)度檢查：鋼卷尺、人工、自動(dòng)測長(cháng)。

④鋼管彎曲度檢查：直尺、水平尺（1m）、塞尺、細線(xiàn)測每米彎曲度、全長(cháng)彎曲度。

⑤鋼管端面坡口角度和鈍邊檢查：角尺、卡板。

3．鋼管表面質(zhì)量檢查：100%

①人工肉眼檢查：照明條件、標準、經(jīng)驗、標識、鋼管轉動(dòng)。

②無(wú)損探傷檢查：

a. 超聲波探傷UT：

對于各種材質(zhì)均勻的材料表面及內部裂紋缺陷比較敏感。

標準：GB/T 5777-1996 級別：C5級

b. 渦流探傷ET：（電磁感應）

主要對點(diǎn)狀（孔洞形）缺陷敏感。 標準：GB/T 7735-2004

級別：B級

c. 磁粉MT和漏磁探傷：

磁力探傷，適用于鐵磁性材料的表面和近表面缺陷的檢測。

標準：GB/T 12606-1999 級別： C4級

d. 電磁超聲波探傷：

不需要耦合介質(zhì)，可以應用于高溫高速，粗燥的鋼管表面探傷。

e. 滲透探傷：

熒光、著(zhù)色、檢測鋼管表面缺陷。