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。     

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。     

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。     

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%。     

宝钢集团召开纪念曼内斯曼斜轧穿孔工艺发明120周年学术交流会

2006年是曼内斯曼兄弟发明斜轧穿孔工艺120周年，宝钢钢管专业委员会于2006年9月1日在鲁宝钢管有限责任公司召开“纪念曼内斯曼斜轧穿孔工艺发明120周年学术交流会”。参加人员包括宝钢钢管专业委员会成员及宝钢集团4家钢管厂及钢管研究所等单位的负责人。会上国内钢管界老前辈金如崧先生作了“曼内斯曼兄弟与斜轧穿孔工艺的发明”专题发言，介绍了斜轧穿孔工艺发明的背景和历史过程；会议进行了斜轧工艺专题学术交流，内容涉及3个方面：①轧管新工艺研究，介绍了国内外无缝钢管热轧工艺前沿技术的研究近况；②采用有限元法研究斜轧穿孔工艺，具体展示了有限元法在研究斜轧穿孔中的重要应用；③无缝钢管生产中延伸阶段3种斜轧工艺的比较，从成形特性上分析比较了阿塞尔、狄塞尔和行星轧管工艺．指出在延伸阶段应用得最好的是阿塞尔轧管工艺。     

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。     

GH202镍基合金无缝管材的热挤压工艺

对沉淀强化型镍基高温合金GH202进行了热挤压工艺研究,以保持挤压变形区的热量平衡为依据,制定并优化了挤压工艺参数,开发并应用了专用挤压筒和润滑材料。结果表明,热挤压工艺适用于GH202合金无缝管制备,管材组织均匀,力学性能高,生产效率及成材率大幅度提高。     

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。     

无缝铝管外置液压固定针挤压方法

分析了无缝铝管固定穿孔针挤压工艺的特点,根据固定穿孔针挤压过程中穿孔受力和挤压行程曲线提出固定针挤压工艺技术路线。介绍了几种不同的固定穿孔针结构形式,提出一种外置液压固定穿孔针新结构,并分析了新结构的优点,给出了采用比例溢流阀和高频响比例阀联合控制的外置液压固定针穿孔系统控制方法。研究结果表明,采用新结构的定针精度可以控制在±1 mm以内。将研究结果应用在125 MN油压双动铝挤压机上并进行大型无缝铝管的挤压实验,得到了实际穿孔针的受力和挤压行程曲线,实验数据和研究结果吻合。     

钛合金实心锭穿孔挤压穿孔过程有限元分析

探明实心锭穿孔过程的材料流动和穿透断裂行为对高性能优质无缝管材的实心锭穿孔挤压推广应用具有重要意义。以直径200 mm实心锭为原料,穿孔挤压成直径80 mm、壁厚10 mm的钛合金管材为研究对象,基于DEFORM-2D软件环境,建立了能够描述材料流动和穿透断裂行为的实心锭穿孔挤压穿孔过程的热力耦合有限元模型。研究分析了2种形状穿孔冲头的穿孔过程。结果表明:穿孔初始阶段变形行为类似正挤压,随后材料反向流动,堵头去掉前都是反挤压变形;正挤压变形下穿孔力迅速上升,上升至稳定值后开始反挤变形,去掉堵头后的穿透断裂阶段穿孔力迅速下降;采用圆柱形穿孔冲头情况下反挤时穿孔力变化幅度不大,而采用瓶形穿孔冲头情况下的穿孔力稳定一段时间后再次显著增加,瓶形穿孔冲头的穿孔力远大于圆柱形穿孔冲头的穿孔力;穿透断裂阶段,圆柱形穿孔冲头下的断裂行为类似于冲裁断裂,而瓶形穿孔冲头下的约束增强,其断裂面近似呈L型。     

斜轧穿孔力参数对毛管壁厚的影响

定量分析了穿孔轧制力和顶头轴向力对毛管壁厚及其横向均匀性的影响。分析表明 ,轧制力对穿孔毛管壁厚的影响是显著的 ,而对其横向壁厚均匀性的影响是微小的 ;在大倾角条件下 ,顶头轴向力对毛管壁厚及其均匀性的影响都很显著。