无缝钢管进行冷轧管时金属的应力状态

冷轧管时，管坯除了在孔型侧壁处的金属受拉应力之外，在变形区中的绝大多数金属都处于三向压应力状态。但因为三个方向的压应力大小不同，导致金属产生变形的有效应力(单向应力与三向平均应力之差)的大小和性质也不相同。轴向有效应力为拉应力，其他两个方向的有效应力为压应力。沿轴向的有效拉应力使管坯延伸变长;沿径向的有效压应力使管坯的管壁减薄;沿周向的有效压应力使管坯的外径减小。

上述主应力使管坯发生了延伸变形和减径、减壁变形并带来了钢管尺寸的变化。而由于金属不均匀变形所导致的过大的附加应力就有可能带来无缝钢管的质量缺陷。

由于孔型存在椭圆度，在正行程轧制时，管坯在孔型侧壁处的金属不与孔型侧壁接触，其壁厚也就没有压下，金属的延伸要比其他部分的小，因此，此处的金属会产生轴向附加拉应力。理论上讲，处在孔型侧壁处的金属，因其发生的变形很小，故会对孔型内其他已经发生了大变形的金属产生轴向附加压应力。但是，由于沿孔型周边的金属与轧辊工作表面的接触弧长不一样，根据变形条件的差异，孔型顶部金属的应力状态也不一定是附加压应力，它既可能产生附加压应力，也可能产生附加拉应力。

在返行程轧制时，管坯已经翻转了90°,原来处于孔型侧壁开口处且承受拉应力的金属变到了孔型的顶部，而原来处于孔型顶部周围的金属变到了孔型的侧壁。前己述及，由于孔型顶部周围和孔型侧壁附近的金属在发生变形时所产生的应力不同，这样一来，正行程轧制后，已经在钢管工作锥上形成的轴向残余应力，会被返行程轧制时工作锥同一截面上所产生的附加应力抵消一部分(二者的应力方向正好相反)，这种情况对于提高金属的塑性，减少金属的破坏性是十分有利的。