AZ31镁合金无缝管斜轧穿孔数值模拟

提出采用三辊斜轧穿孔方法制备镁合金无缝管,基于AZ31镁合金塑性变形特点和斜轧穿孔成形原理分析,建立AZ31镁合金的力学模型,设定AZ31镁合金斜轧穿孔的工艺和模具参数。利用Deform-3D有限元分析软件对AZ31镁合金在300~400℃温度范围内进行斜轧穿孔数值模拟,得到各个成形阶段坯料的等效应力分布和金属流动速度矢量图。模拟结果表明在350℃、0.01 s-1变形条件下,AZ31镁合金斜轧穿孔保持稳定轧制。根据模拟结果进行试验验证,结果表明在此工艺条件下斜轧穿孔后的AZ31镁合金管力学性能良好,验证了斜轧穿孔制备镁合金无缝管的可行性和有效性,为镁合金无缝管新的生产方法提供理论依据。     

AZ31镁合金管二辊斜轧穿孔微观组织演变数值模拟分析

提出了一种镁合金无缝管穿孔新方法（二辊斜轧穿孔）,并利用三维有限元分析软件DEFORM-3D对二辊斜轧穿孔过程进行了模拟,分析了穿孔过程中的微观组织演变。结果表明,模拟的微观结构与实验的微观结构具有相同的演变规律,平均晶粒尺寸接近,证明了采用二辊穿孔新工艺穿制AZ31大口径镁合金无缝管的可行性和DEFORM-3D软件模拟结果的可靠性。     

Ti-26钛合金斜轧穿孔管坯热处理工艺研究

为选择一种Ti-26钛合金斜轧穿孔管坯成品退火工艺,采用感应加热处理,氩气保护热处理和真空热处理3种退火工艺进行实验。对经3种热处理后的试样用金相显微镜观察微观组织,用X射线衍射和透射电镜进行物相分析。对3种试样进行了力学性能测试。用扫描电镜对拉伸断口的形貌进行观察分析。对比3种退火工艺试样的力学性能和显微组织得出,感应退火试样的组织均匀,晶粒细小,拉伸断口布满韧窝,显示延性断裂。XRD和TEM分析表明,合金为bcc结构的β单相组织。相应试样的抗拉强度达802.5 MPa,延伸率为15.25%,断面收缩率为41%,综合力学性能比其它2种工艺试样优越。因此,确定790℃,3min AC感应退火为Ti-26钛合金斜轧穿孔管坯成品退火工艺。     

钛合金管坯的斜轧穿孔

1特点60年代末兀年代初,莫斯科钢及合金学院开始研究用螺旋孔型对钛及难熔金属穿孔的方法。这种穿孔方法与传统方法的区别是加工时金属既发生切向变形,又发生径向压缩变形．根据这一特征,有人将其称为经向一切向轧制穿孔,国内通常称为斜轧穿孔。作为生产热变形管及冷变形管坯的方法斜轧穿孔工艺在黑色冶金工业中得到了广泛的使用．最近10多年来,该方法已经应用于钛及钛合金管材的工业生产中．斜轧穿孔的特点;轧制设备有一个特殊结构的三辊机座,三个轧辊各有一套独立的传动装置,轧制孔型为三辊孔型,轧辊与坯料变形平面及其轴线有一…     

斜轧穿孔组合顶头浅析

介绍了组合顶头的组合方式、使用材料、性能特征及对钢管质量的影响等。     

AZ31镁合金型材挤压工艺和组织性能分析

对AZ31镁合金T型材挤压成形进行了工艺试验研究，确定了T型材模具各工作带尺寸及限流措施。分析了T型材各部位的力学性能。结果表明，在挤压比较大部位，屈服强度和抗拉强度最高分别为117MPa和254MPa，伸长率为16％。晶粒细小和织构强度提高是屈服强度和抗拉强度增大的原因。高质量型材必须采用流线型模挤压。     

斜轧穿孔过程的刚塑性无网格法数值模拟

斜轧穿孔工艺由于材料变形剧烈,涉及大量的材料非线性、几何非线性和接触非线性,而且在穿孔过程中金属伴有坯料晶粒翻转,其变形过程极其复杂。金属变形的剧烈和流动的复杂性,给斜轧穿孔过程的求解带来了难度。该文结合刚塑性材料流动法则,采用无网格法对斜轧穿孔过程进行数值模拟,分析了穿孔过程中金属的流动规律、力能参数、应力应变规律。实验结果与模拟结果较为吻合,证明该文方法具有可行性和有效性。     

人工神经网络在预测斜轧穿孔毛管偏差中的应用

斜轧穿孔中毛管质量与许多工艺参数，如辊型，送进角，顶头前伸量及温度，以及设备性能参数如穿孔机刚度，加工精度和顶杆振动等有关。传统的轧制理论难以解决其质量问题，应用人工神经网络则能较好地解决毛管质量的预测问题，应用实测的工艺参数与其对应的毛管精度参数，训练和学习网络的权值和阈值，建立起模拟穿孔机生产的数学模型，即网络模型，预测了毛管偏差及合理的工艺参数。     

退火温度对TA31钛合金大口径无缝管组织与性能的影响

利用真空自耗电弧炉+电子束冷床炉熔铸了Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo(TA31)钛合金圆锭,通过铸坯直接斜轧穿孔制备出ø178 mm×12 mm大口径无缝管,研究了不同退火温度(800、850、900、950 ℃)对TA31钛合金组织演变和力学性能的影响。结果表明:轧制态无缝管为变形的魏氏组织,主要由片层状α相集束和原始β相晶界组成;退火处理后,片层状初生α相减少,原始β相晶界消失,组织逐渐均匀化,但当退火温度超过900 ℃后,α相集束粗化并转变为网篮组织;随退火温度的升高,抗拉强度与屈服强度先略微降低后缓慢增大,而伸长率呈先增大后减小趋势,断口形貌由韧性+准解理混合型断裂逐渐变为韧性断裂再转变为韧性+准解理混合型断裂。综合分析认为,短流程制备的TA31钛合金大口径无缝管适宜退火温度为900 ℃左右,此时抗拉强度、屈服强度和伸长率平均值分别为873 MPa、785 MPa和12.8%。     

挤压AZ31镁合金管材的组织性能及热塑性研究

分析了AZ31镁合金管材经过挤压变形后室温和高温的材料组织和力学性能变化,通过实验获得了镁合金挤压管材在室温下的相关力学性能指标,其屈服极限、拉伸强度、伸长率分别为190MPa,280MPa,17%;获得了在400℃高温条件下的相关力学性能指标,屈服极限和拉伸强度近似值为25MPa,伸长率为180%;分析了变形程度对镁合金管材挤压成形后机械性能的影响规律,随着变形程度的增大,各项性能指标随之增大。在此基础上确定了合适的挤压成形工艺参数。     

斜轧穿孔法制备TC4合金管坯

为了供给市场要求的大直径TC4钛合金异型管壳的二次成形坯料,采用斜轧穿孔加工工艺制备了符合需求的TC4管坯。原始材料为自耗电弧熔炼铸锭,铸锭在β和α＋β相区锻造成Ф100mm×700mm的棒坯。穿孔前棒坯在中频感应炉中经980℃,3min热处理,然后在加强型两辊斜轧穿孔机上一火穿成Ф102mm×11mm×1700mm管坯。所制成的管坯表面光滑,外径尺寸公差达到0．35mm,壁厚公差达0．1mm。管坯退火态室温下Rm=945MPa,A=14％,Z=33％。其强度比挤压制备的管坯略高,塑性相当。实验结果表明,采用斜轧穿孔法完全可以制备符合标准要求的大直径TC4管坯。     

GH2747高温合金无缝管的试制

采用真空感应和电渣重熔工艺成功冶炼GH2747合金管坯,经过热穿孔、两道次冷轧及固溶热处理研发出规格为25 mm×3 mm的无缝管,并对其进行了无损检验、水压试验、表面检验、尺寸检测、化学成分分析、组织及性能检验。结果表明,GH2747高温合金无缝管工艺可靠,表面质量及尺寸精度良好;其化学成分满足GB/T 14992-2005的规定,各元素含量适中;无缝管基体为奥氏体等轴晶粒,平均晶粒度约为5.5级;无缝管的拉伸性能及维氏硬度、工艺性能及耐晶间腐蚀性能良好。研发出的GH2747高温合金无缝管的各项性能均满足其使用要求。     

GH2747高温合金无缝管的试制

采用真空感应和电渣重熔工艺成功冶炼GH2747合金管坯，经过热穿孔、两道次冷轧及固溶热处理研发出规格为25 mm×3 mm的无缝管，并对其进行了无损检验、水压试验、表面检验、尺寸检测、化学成分分析、组织及性能检验。结果表明，GH2747高温合金无缝管工艺可靠，表面质量及尺寸精度良好；其化学成分满足GB/T 14992-2005的规定，各元素含量适中；无缝管基体为奥氏体等轴晶粒，平均晶粒度约为5.5级；无缝管的拉伸性能及维氏硬度、工艺性能及耐晶间腐蚀性能良好。研发出的GH2747高温合金无缝管的各项性能均满足其使用要求。     

斜轧穿孔中壁厚不均的有限元模拟及实验研究

通过有限元模拟针对斜轧穿孔过程中毛管的变形特点,对其壁厚不均进行了计算。应用自制的管形测量仪,对某钢铁公司穿孔毛管进行了成批测量。将理论与实测值通过FFT变换后进行比较,模拟与实测结果具有良好的一致性。通过模拟不同的工艺参数预测毛管壁厚不均程度,从而达到寻找合理工艺参数的目的。     

Shear bands in magnesium alloy AZ31

During deformation of magnesium at low temperatures, cracks always develop at shear bands. The origin of the shear bands is the { 1011 } twinning in basal-oriented grains and the mobility of this type of twin boundary is rather low. The most frequent deformation mechanisms in magnesium at low temperature are basal slip and { 1012 } twinning, all leading to the basal texture and therefore the formation of shear bands with subsequent fracture. The investigation on the influences of initial textures and grain sizes reveals that a strong prismatic initial texture of (0001) parallels to TD and fine grains of less than 5 8m can restrict the formation and expansion of shear bands effectively and therefore improve the mechanical properties and formability of magnesium.     

AZ31镁合金铸坯均匀化退火

研究了一种新的均匀化退火工艺对AZ31镁合金铸坯组织转变和成分均匀化的影响,保温温度为530、540和550 ℃以及保温时间为30、60和90 min.结果表明,AZ31镁合金在固相线温度以下应尽可能提高退火温度,同时缩短退火时间可使铸坯达到较好的均匀化效果,消除大部分枝晶偏析,γ-Mg_(17)Al_(12)相在α-Mg基体上呈细小的颗粒状分布; AZ31镁合金铸锭的优化退火工艺为540 ℃保温60 min.     

温变形对AZ31镁合金组织的影响

为了有效细化镁合金的晶粒 ,以提高其力学性能 ,通过对铸态AZ31进行等温压缩实验 ,并采用现代微观分析手段 ,研究变形参数对AZ31镁合金组织的影响。结果表明 :2 10℃变形可以显著地细化铸造AZ31合金的晶粒 ,其尺寸可由铸态的约 10 0 μm减少到 5 μm左右 ;同时证明温变形能明显提高镁合金的抗拉强度。