二辊斜轧实心圆坯三维有限元分析及中心孔腔形成机制

本文用ＭＡＲＣ／Ａｕｔｏｆｏｒｇｅ软件对圆坯二辊斜轧过程进行了三维热－力耦合弹塑性数值模拟，得到了轧件的变形强度分布形态及应力分布特征。     

斜轧穿孔工艺的有限元法分析

通过有限元法,模拟了无缝钢管生产中斜轧穿孔工艺法孔腔的形成和扩张机理,并将模拟结果同实验例证进行了比较。研究的第一阶段集中于可靠模型的定义及其在二维空间模拟法则中的实施。研究的第二阶段集中于孔腔的起始和扩张模拟及其模拟与实验结果的比较。     

二辊斜轧穿孔时实心圆坯的应力和应变场与温度的分布

用ＭＡＲＣ／Ａｕｔｏｆｏｒｇｅ软件对斜轧穿孔时圆坯在穿孔准备区的斜轧过程进行了三维热－力耦合分析，得到了应力，应变场和温度场的分布特征，其与物理模拟的结果吻合较好。本研究支持了实心坯斜轧时中心孔腔形成的“综合应力”理论，并发现了新的应力分布特征。     

曼内斯曼兄弟和斜轧穿孔工艺的发明：《无颖钢管百年史话》（2）

简介了曼内斯曼兄弟发明无缝钢管斜轧穿孔工艺的时代背景及其工艺概况。     

用改进的有限元模型分析二辊斜轧穿孔过程

借助有限元软件MSC.SuperForm2005,建立了新型的2D模型.采用Oyane断裂准则对圆坯二辊斜轧时的内撕裂形成过程进行二维热-力耦合数值模拟.模型中不仅反映了轧辊送进角和轧辊入口锥角的影响,而且还考虑了辊径的影响.结合宝钢140 mm全浮芯棒连轧机组Diescher穿孔机的工具和变形参数,分析了管坯斜轧时的应力应变状态和韧性断裂的特征值的分布状况,得到了管坯临界压下率.数值模拟结果与实际吻合较好,从而对生产过程合理确定变形参数有指导意义.     

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。     

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。     

斜轧穿孔顶头平整段锥角的选择

改善毛管壁厚均匀度是提高成品钢管壁厚尺寸精度的基础,而正确选择顶头平整段锥角是确保斜轧穿孔过程中获得良好的均壁效果的重要条件。探讨了利用斜轧穿孔机轧辊开度方程来选择顶头平整段锥角的有关问题。     

无缝钢管斜轧穿孔过程分层缺陷的有限元模拟分析

无缝钢管斜轧穿孔过程中容易产生分层缺陷,以某厂φ460 mm PQF机组二辊斜轧生产线为研究背景,针对该问题展开研究。利用ABAQUS软件进行三维热力耦合模拟,对典型27CrMo44S钢斜轧穿孔工艺过程中产生分层缺陷的机理进行研究,并建立了无缝钢管斜轧穿孔工艺过程模型,对钢管的应力-应变场、速度场进行了分析。结果表明：在变形过程中,管坯内表层和中间层之间的过渡层受较大的横向和轴向拉应力,产生附加拉应力和切应力,该处金属易被拉裂,产生分层的倾向性大增;管坯外表面的金属质点速度呈螺旋状,在管坯沿轧制线方向外表面中间层产生了局部金属流动增厚,导致金属流动不均而产生堆积、鼓胀现象,进而加快分层缺陷的产生。研究结果为改进生产工艺提供了理论依据。     

下压轧制的斜轧穿孔轧辊开度分析

斜轧穿孔机轧辊开度计算是轧机工具设计和调整参数计算的基础。文中分析了下压轧制条件下二辊斜轧穿孔机的轧辊开度,并讨论了轧辊开度的非对称性对穿孔过程及毛管壁厚均匀性的影响。     

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。     

二辊斜轧穿孔机的设计与调整

分析探讨了二辊斜轧穿孔机穿孔轧制的变形特点,在达到设计毛管规格的基础上,分析了确保穿孔质量的减径量最小和自由变形区长度最小的两个原则,并据此提出穿孔设计调整的理论和计算方法。分析认为:采用全新的三段式入口锥穿孔辊辊型设计理念可以优化传统的辊型,推动穿孔工艺由经验向理论、定性向定量方向发展。     

斜轧穿孔轧制状态分析与最佳参数选择

斜轧穿孔状态的合理与否对穿孔生产的稳定性、可靠性和穿孔毛管的质量起决定性作用,在对斜轧穿孔的轧制状态做了较为详尽论述的基础上,对变形区中某些特征点进行了计算与分析,并建立了对轧制状态优劣的评估标准和方法,介绍了最佳轧制状态的选择方法,已用于实际生产。     

Ti-26高强钛合金斜轧穿孔工艺研究

研究了Ti-26高强钛合金斜轧穿孔制备管坯工艺。测试了穿制的Ti-26合金管坯的力学性能，用金相显微镜观察了管坯的显微组织，用扫描电镜分析了拉伸断口的形貌。结果表明，采用斜轧穿孔方式完全可以制备Ti-26高强钛合金管坯；在1050℃下，选择合适的轧辊转速和前进角可顺利穿制Ti-26高强钛合金管坯，其管坯的强度为815MPa，延伸率达到13％，断面收缩率达到45％，晶粒度按ASTME标准为6级，比穿孔前细化，断口呈明显的塑性断口，加工管材无需热处理可以直接进行轧制，道次加工率可达45．8％。     

铸钢件气孔缺陷的气体来源分析及预防措施

分析了铸件浇注凝固过程中气体的来源,并有针对性地采取措施预防铸件中气孔的产生.     

灰铸铁件表面缩陷和缩孔的产生及防止

表面缩陷和缩孔常发生在铸件表面最后凝固部位。如图1所示，可看到铸件厚大截面的上表面的凹陷是由于转角凹部的“尖角效应”，形成热节引起的。它们通常有一个光滑的表面，也可能有金属渗出物。有时，剖开后在表面之下可发现一个小圆孔。     

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。     

无缝钢管斜轧穿孔机工艺和设备的现状及改进

简要介绍热轧无缝钢管斜轧穿孔机的基本情况,从斜轧穿孔原理方面对比曼式(桶形辊)穿孔机与锥形辊穿孔机的特点;分析现有斜轧穿孔机的工艺及设备结构存在的问题,提出具体改进提升的方法,并介绍一种新型高刚性斜轧穿孔机。新型高刚性斜轧穿孔机前台采用坯料主动旋转对中引入的设计,主机采用侧向换辊、全封闭框架结构,后台采用在线顶杆交替快速更换装置等,提高了穿孔效率和毛管外表面质量、壁厚精度,降低了生产成本。     

计算机辅助设计(CAD)图解斜轧穿孔孔型开度值

介绍了一种使用计算机辅助设计(CAD)图解斜轧穿孔孔型开度值的方法,解决了在生产中用数学方法求解斜轧孔型开度值较复杂,难以应用的问题。对穿孔机轧辊空间位置进行计算机仿真后,作轧制线上某点的垂直截面,根据开度值假设条件,在截面内用作图方式逐步逼近开度值。以较简单的作图方式得到有一定精度、能满足工程应用的开度值,并对开度值数据作了简要的分析。