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。     

热处理工艺对大直径深孔用斜轧穿孔Ti6Al4V钛合金管坯性能的影响

通过斜轧穿孔方式制备Ti6A14V钛合金管坯,通过不同的热处理工艺研究其性能变化情况.结果发现,采用斜轧穿孔制备的Ti6A14V钛合金管坯完全可以满足相关标准的要求.     

加工方法对高强钛合金管坯组织性能的影响

Ti26合金(Ti-15V-3Al-3Cr-3Sn-1Nb-1Zr)是一种高强近B钛合金,具有优良的冷成型性、高的强度、抗疲劳性能及较好的焊接性能,使得该合金还可以制作板材、管材等半成品.采用钻孔挤压和斜轧穿孔工艺制备出了高强Ti-26合金管坯,对热加工后的管坯组织性能及热处理工艺进行了研究.结果表明:采用两种工艺均可制备出高强钛合金管坯,而斜轧穿孔工艺简单,材料利用率高.对加工后的管坯进行了固溶处理,均可以获得后续冷加工所需组织性能.     

TA18钛合金斜轧管坯组织与性能研究

采用斜轧穿孔法制备TA18钛合金管坯,分析了管坯表面质量、氧化层厚度、组织和性能特点,并研究了开坯轧制加工率对管材组织的影响,以及热处理制度对成品管组织与性能的影响。结果表明:斜轧穿孔法制备的管坯表面光滑,其组织为变形的魏氏组织和少量的块状α组织。该管坯在进行两辊开坯轧制时,变形量应控制在55%以内。采用斜轧穿孔管坯生产的48 mm×5 mm成品管材,经过650~670℃×1 h真空退火处理后,其力学性能完全满足国军标GJB 3423—98和美标ASTM B 338—2010的要求。     

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。     

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％。     

制坯工艺对N04400冷轧管材组织与性能的影响

在相同冷轧工艺下,分别采用钻孔工艺和斜轧穿孔工艺制造N04400合金同种规格的管坯,并对成品管材在不同温度进行真空退火处理.研究了两种制坯工艺对加工态和不同温度退火后成品管材组织与力学性能的影响.结果表明:加工态时,钻孔生产的管材沿轧制方向显微组织粗大,而斜轧穿孔工艺生产的管材显微组织更加细密,纤维状更明显,两者强度相差较少,但斜轧穿孔工艺生产的管材伸长率明显较高;相同工艺热处理后,斜轧穿孔工艺生产的管材再结晶温度低,组织更加均匀细小,其强度下降较快且伸长率上升较明显.     

三辊斜轧穿孔法生产纯钛管的工艺研究

木文研究了纯钛棒在三辊斜轧穿孔时,棒坯加热温度、喂入角、直径压下量、顶前压下量等对力能参数、滑移、咬入、抛出、管坯质量的影响。为合理地制定三辊斜轧穿孔法生产纯钛管坯的工艺提供了依据。     

镁合金斜轧穿孔工艺参数的研究

基于三辊斜轧穿孔变形特点,通过有限元法研究了斜轧穿孔生产准42 mm×5 mm镁合金管工艺,分析了温度、送进角、径向压缩量、顶头直径及前伸量等工艺参数对管坯穿透率、直径及管壁厚的影响,并得出合适的加工工艺参数范围。最后,选取合适工艺参数在斜轧机组上进行了实验验证。结果表明:温度是决定镁合金斜轧穿孔成功的最重要因素,在棒料温度350~450℃时,斜轧穿透率达到90%以上;径向压下量达到10%~14%,满足一次咬入条件,可以顺利穿轧;管壁厚除了受径向压下量的影响,还受顶头直径大小及前伸量的影响;采用模拟分析得到的工艺参数可顺利穿轧管坯并获得均匀细小的等轴状组织,表面质量较好。     

孔腔、离层与扭转变形——关于二辊斜轧桶形辊穿孔机与锥形辊穿孔机的讨论

简要总结了业界对孔腔、离层和扭转变形这3种典型现象的研究成果,对二辊斜轧桶形辊穿孔机和锥形辊穿孔机的穿孔原理和应用范围作了进一步讨论,并提出了相应的建议。分析认为,管坯在二辊斜轧桶形辊穿孔机和锥形辊穿孔机上穿制成合格的毛管,就是将顶头置于管坯孔腔前未氧化的疏松区里进行穿孔,消除毛管内折缺陷,确定合理的工艺参数和工具设计,消除毛管可能产生的离层缺陷,尽量减小毛管的扭转变形,从而获得穿孔质量、产量和消耗的最佳综合效果。这是二辊斜轧穿孔原理和二辊斜轧穿孔区别于其他穿孔方式的工艺实质。     

825合金斜轧穿孔过程的温升和应力分布

针对镍基825合金斜轧穿孔生产无缝钢管过程中产生的裂纹现象进行研究分析,通过借助金相组织观察和有限元分析手段对开裂的原因进行了探讨,认为热加工过程中局部温升和增大的剪切应力是导致开裂的主要原因。此外,从管坯初始孔径、初始温度、顶头润滑条件等3个工艺参数的角度对管坯中心开裂现象进行了规律性研究,发现影响管坯局部温升的最主要因素是顶头润滑条件,通过降低顶头摩擦系数可明显降低局部温升现象,而工艺参数对最大切应力的影响并不明显。因此认为斜轧穿孔过程导致的温升是管坯质量控制的最关键影响因素。     

大扩径斜轧穿孔过程的热-力耦合分析

采用自行设计的五段式扩径顶头的大扩径斜轧穿孔工艺,将实心圆管坯一次穿制成大口径空心毛管,可以将扩径率提高至70%,突破了锥形辊穿孔扩径率30%的极限,大大减少能源消耗,提高金属成材率,减少管坯规格,显著降低大口径热轧无缝钢管的生产成本。本文借助于有限元分析软件Simufact对大扩径斜轧穿孔过程进行三维热力耦合模拟,分析大扩径斜轧穿孔过程中的应力/应变状态、力能参数、运动学参数、温度分布、以及大口径毛管的尺寸精度等,为大扩径斜轧穿孔的工具设计及调整参数优化提供科学依据。     

高温合金的热穿孔工艺

在以斜轧穿孔的方式穿制冷轧-冷拔用毛管时,管坯的热穿孔工序是高合金钢钢管生产的关键。本文总结了在Ф76mm穿孔机上生产GH30、GH36、GH39和GH140等高温合金管的管坯热穿孔工艺及操作经验。     

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…     

专利信息

正一种无缝钢管斜轧设备公开了一种无缝钢管斜轧设备,包括一次斜轧延伸机和二次斜轧延伸机。该一次斜轧延伸机和二次斜轧延伸机共用同一内变形工具,一次斜轧延伸机和二次斜轧延伸机之间的距离大于等于一次斜轧后钢管的长度。由管坯加热炉将管坯加热到穿孔温度;管坯在穿孔机上被穿轧成毛管;采用一次斜轧延伸机对毛管进行轧制;一次斜轧后的荒管和内变形工具一起送入二     

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。     

三辊斜轧穿孔——铝及铝合金管材工艺的研究

目前,广泛用于生产钢管的二辊斜轧穿孔法因为不能使用铸坯直接轧制,并且在轧制时坯料中心出现孔腔,管坯内表面质量较差,不用于生产有色金属及其合金管材.利用挤压法生产某些钛合金管坯,由于未找到满意的润滑剂,表面质量很差.     

管坯穿孔工艺技术(Ⅱ)——《热轧无缝钢管实用技术》

正3二辊斜轧穿孔机的工艺参数设计与调整二辊斜轧穿孔机的工艺参数设计与调整的目标是:管坯咬入平稳,穿孔过程稳定,顶杆无明显抖动,抛钢顺利;毛管尺寸合格、壁厚均匀、内外表面质量良好;穿孔机主传动电机负荷正常。二辊斜轧穿孔机工艺参数的调整主要包括:轧制中心线、轧辊间距、椭圆度系数、顶伸量、喂入角、辗轧角、扩径量、抱辊位置、轧辊转速、导盘速度和导盘位置等。3.1轧制中心线调整     

TA34钛合金波纹管成形研究

采用恒应变速率拉伸方法研究了普通退火态(M态)和等温退火态(HT态)TA34钛合金管坯的冷成形性能，结果表明：M态TA34钛合金管坯的强度更高，最大应变硬化率更低，冷成形性能更好，更适用于波纹管的成形。采用有限元模拟的方法对DN85波纹管的成形参数进行仿真计算，得到最佳鼓波压力、成形压力和最大波深系数等成形参数。根据仿真模拟结果进行DN85波纹管成形工艺的探索，HT态管坯在波深系数1.162时即出现开裂，M态管坯在波深系数1.165、1.169、1.178时均未出现表面质量缺陷。以M态TA34钛合金管坯为坯料，选择合适的波纹管成形工艺参数可以制备出质量优良的TA34钛合金波纹管。     

TC4钛合金斜轧穿孔曼内斯曼效应及顶头位置优化

利用有限元模拟技术分析了斜轧穿孔过程,结果表明:锥形辊比桶形辊穿孔的曼内斯曼效应更为强烈,TC4钛合金比碳钢穿孔的工件心部可产生更大的拉应力;当采用送进角为12°、直径压下率为12%、辗轧角为15°、轧辊转速为70 r·min-1以及顶前压下率为8.2%等参数锥形辊斜轧穿孔TC4钛合金时,坯料心部曼内斯曼效应最为显著,拉应力最大,可最大程度降低穿孔阻力,从而减小温升;采用该优化工艺,变形区变形温度为972～997℃,分布较理想,可获得TC4钛合金双态组织。经穿孔试验验证,获得了TC4钛合金双态组织厚壁管,且管内外表面光滑,尺寸精度较高。