[发明专利]一种强弱相间分布的钢管的制备装置及方法

权利要求书

1.一种强弱相间分布的钢管的制备装置，其特征在于，所述装置包括上模(2)、下模(5)、顶块(4)、压头(1)、液压泵(11)、液压管(8)和固定块体(3)；所述压头(1)上设有多个小压头，所述上模(2)和下模(5)内周面均匀间隔设置多个凹槽，凹槽的数量和小压头的数量相同，合模之后，上模(2)的凹槽和下模(5)的凹槽形成一个完整的环形凹槽；上模(2)每个凹槽的位置对应的设置一个液压孔，压头(1)的小压头分别设置在相应的液压孔内；

所述钢管位于上模(2)和下模(5)合模之后的腔室内，顶块(4)用于对钢管两端进行密封；由顶块(4)封堵的钢管内部形成第一腔室，钢管的管壁和上模(2)、下模(5)的环形凹槽的表面形成第二腔室，第二腔室内注入液压油；液压泵(11)和液压管(8)为第一腔室提供胀形压力，压头(1)为第二腔室提供反胀形压力。

2.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述钢管的两端和上模(2)、下模(5)之间设置密封圈(9)。

3.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述压头(1)和上模(2)的液压孔之间设置密封圈。

4.一种利用权利要求1-3任一项所述的制备装置制备强弱相间分布的钢管的方法，其特征在于，所述钢管的材质为应变诱导相变的材料，具体包括如下步骤：

步骤一：安装模具；

步骤二：胀形：两侧的液压泵(11)开启，为第一腔室提供液压力，钢管在液压力的作用下，稳定的胀形，形成带有多个环状凸起的钢管，胀形部分的钢管发生第一次马氏体相变；

步骤三：反胀形：两侧液压泵(11)减压，压头(1)在压力机的作用下，对步骤二形成的带有多个环状凸起的钢管进行反胀形，使其回复为未变形的钢管状态，反胀形部分发生第二次马氏体相变；

步骤四：重复步骤二和步骤三，马氏体相变在胀形部分累积，使得胀形部分的马氏体逐渐增多，强度逐渐提高，钢管在轴向呈现强弱相间分布的片层状结构。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述钢管为304不锈钢、306不锈钢或316不锈钢。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤一具体为：将密封圈(9)安装到上模(2)和下模(5)组成的模具型腔中，将原始状态的钢管放入，在模具型腔的两端放入顶块(4)，将固定块体(3)固定在上模(2)和下模(5)两侧，将液压泵(11)与模具通过液压管(8)连接，将上模(2)的液压孔中装入液压油，装上压头(1)，将装置放置在压力机上。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤二还包括：压头(1)在压力机作用下，下压总允许行程的1/10，为胀形的顺利进行提供背压。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤二中胀形时，第一腔室内的液压力为350-450Mpa。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤三中反胀形时，第一腔室内的液压力减压至150-250Mpa。