塑性變形對(duì)大口徑螺旋鋼管性能的主要影響是產(chǎn)生加工硬化。加工硬化也稱為冷變形強(qiáng)化或冷作硬化，即金屬在變形后，強(qiáng)度、硬度提高，而塑性、韌性下降的現(xiàn)象。

如前所述，塑性變形主要是通過位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)加工硬化起決定性作用的是位錯(cuò)密度增加。未變形晶粒中已存在大量位錯(cuò)，發(fā)生塑性變形時(shí)，會(huì)產(chǎn)生新的位錯(cuò)，運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)與各種位錯(cuò)及其他晶體缺陷之間會(huì)產(chǎn)生各種復(fù)雜的交互作用，阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)。變形量較大時(shí)，由于位錯(cuò)之間相互糾纏，形成不均勻分布的位錯(cuò)發(fā)團(tuán)，并使各晶粒破碎為細(xì)碎的亞晶。隨著變形量的增大，由于亞晶和位錯(cuò)密度的增加，金屬的塑性變形抗力迅速增大，加工硬化現(xiàn)象更為明顯加工硬化具有很重要的實(shí)際意義，在工程技術(shù)方面有很廣泛的應(yīng)用。

首先，在工業(yè)生產(chǎn)中，它是一種非常重要的強(qiáng)化手段，尤其是對(duì)于那些不能用熱處理方法來強(qiáng)化的金屬材料。其次，加工硬化有利于金屬進(jìn)行均勻的變形。因?yàn)榻饘俚淖冃尾糠之a(chǎn)生了硬化，繼續(xù)的變形將主要在未變形或變形較少的部分發(fā)展。但是，加工硬化也給金屬的繼續(xù)變形造成困難。因此，在金屬的變形和加工過程中常要進(jìn)行中間退火，以消除它的不利影響。

這就增加了生產(chǎn)成本，降低了生產(chǎn)率。一般情況下，大口徑螺旋鋼管多晶體的宏觀性能是各向同性的，但經(jīng)受方向性的塑性變形后會(huì)出現(xiàn)各向異性現(xiàn)象，特別是大變形量下，這種現(xiàn)象很明顯。

各向異性現(xiàn)象是組織的方向性和結(jié)構(gòu)的方向性兩種因素的綜合結(jié)果。

1）形成纖維組織金屬塑性變形時(shí)，隨著其外形的改變，內(nèi)部晶粒的形狀也發(fā)生相應(yīng)的變化，通常沿變形方向被拉長、擠細(xì)或壓扁。當(dāng)變形量很大時(shí)，晶粒變成細(xì)條狀，晶界變得模糊不清。同時(shí)金屬中的夾雜物也沿變形方向被拉長，形成所謂纖維組織，這種組織的方向性使金屬在不同方向上表現(xiàn)出不同的性能，即產(chǎn)生一定程度的各向異性。

2）變形織構(gòu)的產(chǎn)生當(dāng)晶體變形量很大（70%以上）時(shí)，各晶粒的滑移方向都要向變形方向轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就使原來位向各不相同的各個(gè)晶粒取得近于一致的位向，即形成晶粒晶格的擇優(yōu)取向，這種晶粒位向有序化結(jié)構(gòu)稱為變形織構(gòu)在多數(shù)情況下織構(gòu)的形成對(duì)金屬繼續(xù)塑性加工是不利的。例如，用有織構(gòu)的板材沖制筒形零件時(shí)，由于不同方向上的塑性差別較大，深沖之后，大口徑螺旋鋼管的邊緣不整齊，會(huì)出現(xiàn)“制耳”現(xiàn)象在某些情況下變形織構(gòu)形成的各向異性在生產(chǎn)上也有好處。

例如，用來制造變壓器鐵的硅鋼片，其品格為體心立方，沿晶向最易磁化，如果能采用具有變形織構(gòu)的硅鋼片制作，并在工作時(shí)使晶向平行于磁場(chǎng)方向，可使變壓器鐵芯的導(dǎo)磁率明顯增加，磁滯損耗降低，從而提高變壓器的效率。殘余應(yīng)力是指去除外力后，殘留在金屬內(nèi)部的應(yīng)力。結(jié)晶、塑性變形、固態(tài)相變、溫度急劇變化等都可能使金屬產(chǎn)生殘余內(nèi)應(yīng)力。

塑性變形產(chǎn)生的殘余內(nèi)應(yīng)力主要是金屬在外力作用下內(nèi)部變形不均勻造成的。殘余內(nèi)應(yīng)力可分為3類：金屬表層和心部變形不均勻，或這一部分和那一部分變形不均勻，會(huì)造成宏觀內(nèi)應(yīng)力（也稱類內(nèi)應(yīng)力）；

相鄰晶粒變形不均勻，或晶內(nèi)不同部位變形不均勻，會(huì)造成徵觀內(nèi)應(yīng)力（也稱第二類內(nèi)應(yīng)力）；由于位錯(cuò)等缺陷的增加，會(huì)造成晶格畸變應(yīng)力（也稱第三類內(nèi)應(yīng)力）。其中，第三類內(nèi)應(yīng)力占絕大部分，分（90%以上），這是使變形金屬強(qiáng)化的重要原因。雖然類、第二類內(nèi)應(yīng)力所占的比例不大，但能引起金屬的變形，降低金屬強(qiáng)度，對(duì)后續(xù)的切削加工、熱處理質(zhì)量都有很大影響，并可能使金屬的耐蝕性下降，所以冷塑性變形后往往要對(duì)工件進(jìn)行去應(yīng)力退火處理。

在交變載荷條件下工作的零件往往采取表面強(qiáng)化的方法。如對(duì)板彈簧等零件進(jìn)行噴丸處理、表面滾壓處理等使其表面產(chǎn)生一定的塑性變形而形成殘余壓應(yīng)力，從而提高零件的疲勞強(qiáng)度。金屬及合金經(jīng)冷變形后，強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性下降，這對(duì)某些應(yīng)用是重要的。

但卻給進(jìn)一步的冷成型加工（例如深沖）帶來困難，常需要將金屬加熱進(jìn)行退火處理，以便其性能向塑性變形前的狀態(tài)轉(zhuǎn)化。金屬經(jīng)冷變形后，內(nèi)能升高，處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，并存在向穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。

在低溫下這種轉(zhuǎn)變一般不易實(shí)現(xiàn)。但加熱時(shí)由于原子的活動(dòng)能力增強(qiáng)，變形金屬的組織和性能會(huì)發(fā)生一系列的變化，趨于較穩(wěn)定的狀態(tài)。隨著加熱溫度的升高，變形金屬大體上相繼經(jīng)過回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長大3個(gè)階段。