大口径厚壁管热挤压过程中晶粒组织均匀性数值模拟 被引量：7

1

作者 陈雷 裴建明 +4 位作者 郭晓敏 张启飞 薛红燕 宋雷钧 金淼 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期103-109,共7页

通过对Deform-3D软件二次开发,模拟研究了新型节镍奥氏体耐热钢21Cr-11Ni-N-RE大口径厚壁管热挤压过程中晶粒演变规律,并引入晶粒组织不均匀因子Z,评估了不同坯料预热温度、挤压速度、挤压比下晶粒组织均匀性。结果表明:增加坯料预热温... 通过对Deform-3D软件二次开发,模拟研究了新型节镍奥氏体耐热钢21Cr-11Ni-N-RE大口径厚壁管热挤压过程中晶粒演变规律,并引入晶粒组织不均匀因子Z,评估了不同坯料预热温度、挤压速度、挤压比下晶粒组织均匀性。结果表明:增加坯料预热温度、提高挤压速度、增大挤压比均使得晶粒组织不均匀因子Z降低,即有利于提高晶粒组织均匀性。通过正交优化合理选择了热挤压参数,并实际获得了具有均匀晶粒组织的大口径厚壁管。晶粒组织的有限元模拟结果与实际测量值吻合较好,验证了有限元模型的正确性与可靠性。 展开更多

关键词 大口径厚壁管 热挤压 不均匀因子 数值模拟

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大口径厚壁管内孔轴向车铣加工的切削参数优化 被引量：2

2

作者 王冬旭 金成哲 +2 位作者 祖挥程 王旭 姜增辉 《制造技术与机床》 北大核心 2015年第3期75-78,共4页

针对目前镗削加工大口径厚壁管内孔效率和加工质量较低的问题,提出了采用轴向车铣工艺对大口径管内孔进行加工。根据轴向车铣加工工艺的特点,选择了切削速度、每齿进给量、有效切削刃长度等3个切削参数作为设计变量,确立了最大金属去除... 针对目前镗削加工大口径厚壁管内孔效率和加工质量较低的问题,提出了采用轴向车铣工艺对大口径管内孔进行加工。根据轴向车铣加工工艺的特点,选择了切削速度、每齿进给量、有效切削刃长度等3个切削参数作为设计变量,确立了最大金属去除率的目标函数,依据实际加工条件设计了相应的约束条件,最终建立了切削参数优化数学模型。对于有约束的非线性目标函数,采用了基于MATLAB软件的多维约束优化有效集算法进行了优化求解,得到了最优的切削参数,通过实例验证了优化模型及方法的可行性。 展开更多

关键词 轴向车铣 大口径厚壁管 切削参数 优化

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大口径厚壁管均匀性热挤压工艺研究 被引量：5

3

作者 贾璐 李永堂 惠恬静 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期132-141,共10页

通过虚拟正交试验研究不同热挤压工艺参数对厚壁管平均晶粒尺寸、组织均匀性及最大挤压力的显著性影响规律,确定其主要影响因素;利用数值模拟分析,研究主要影响因素对挤压管晶粒尺寸及动态再结晶率的影响,制定最优工艺参数;基于最优工... 通过虚拟正交试验研究不同热挤压工艺参数对厚壁管平均晶粒尺寸、组织均匀性及最大挤压力的显著性影响规律,确定其主要影响因素;利用数值模拟分析,研究主要影响因素对挤压管晶粒尺寸及动态再结晶率的影响,制定最优工艺参数;基于最优工艺参数分别进行数值模拟和工厂试验,采集数据进行对比分析。结果表明,铸坯预热温度、挤压速度和挤压比是影响管件晶粒大小及其均匀性的主要因素,当铸坯预热温度为1200℃、挤压比为9、挤压速度为40 mm·s-1时,厚壁管晶粒细小且分布均匀;数值模拟和试验结果在误差允许范围内,表明热挤压数值模拟模型可靠性高,可用于指导大口径厚壁管热挤压工艺的实际生产。 展开更多

关键词 大口径厚壁管 均匀性热挤压 晶粒尺寸 组织均匀性 挤压力

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大口径厚壁管道热挤压成形过程微观组织模拟及实验研究 被引量：5

4

作者 李攀 罗建国 +3 位作者 卜祥丽 金雪芹 占克勤 杨绍兰 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期169-178,共10页

针对某型核能发电用P91大口径厚壁无缝管道进行了不同挤压比条件下的垂直正挤压成形过程缩比数值模拟,研究了管道微观组织在挤压过程中的演变规律。研究表明:挤压过程中金属温度场变化和局部变形速率对管道晶粒组织演变具有重要影响。... 针对某型核能发电用P91大口径厚壁无缝管道进行了不同挤压比条件下的垂直正挤压成形过程缩比数值模拟,研究了管道微观组织在挤压过程中的演变规律。研究表明:挤压过程中金属温度场变化和局部变形速率对管道晶粒组织演变具有重要影响。相同工艺因素条件下,平均晶粒尺寸在轴向上从变形区到挤出端逐渐递增,而在径向上从管道内侧到外侧逐渐递减;管道内侧的动态再结晶百分数高于外侧;管道金属在轴向比径向有更高的动态再结晶发生率,且动态再结晶晶粒尺寸比径向更小。管道的平均晶粒尺寸随着挤压比的增加呈减小的趋势,挤压比越大,动态再结晶发生的越充分,越利于晶粒细化。进行了与数值模拟相配套的缩比挤压成形实验,并针对获得的样件分别进行了金相实验和晶粒度评定,所测得的平均晶粒尺寸变化规律与数值模拟基本吻合,证明了数值模拟的正确性,同时验证了增大挤压比对管道晶粒细化具有重要的促进作用。 展开更多

关键词 大口径厚壁管道 热挤压 数值模拟 微观组织演变 实验验证

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热轧参数对大口径厚壁316LN不锈钢管组织和性能的影响研究 被引量：1

5

作者 罗毅军 陈海涛 何昌明 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2016年第9期48-51,共4页

使用皮尔格管材轧机在不同轧制变形量和轧制温度下热轧生产了大口径厚壁316LN不锈钢管,采用光学显微镜观察了热轧态管材和固溶态管材的显微组织,采用万能试验机测定了固溶态管材的室温拉伸力学性能。结果表明:提高轧制变形量能促进热轧... 使用皮尔格管材轧机在不同轧制变形量和轧制温度下热轧生产了大口径厚壁316LN不锈钢管,采用光学显微镜观察了热轧态管材和固溶态管材的显微组织,采用万能试验机测定了固溶态管材的室温拉伸力学性能。结果表明:提高轧制变形量能促进热轧过程中动态再结晶的形核过程,细化动态再结晶晶粒;提高热轧温度能促进热轧过程中动态再结晶的长大过程,粗化动态再结晶晶粒;不完全动态再结晶的热轧管材在固溶热处理过程中会发生已再结晶晶粒的异常长大,产生混晶,降低力学性能;提高轧制变形量和降低轧制温度可以细化固溶态管材的晶粒尺寸,提高力学性能。 展开更多

关键词 大口径厚壁管 316LN不锈钢管 热轧 再结晶 力学性能

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大口径厚壁无缝钢管孔隙性缺陷的焊合问题 被引量：3

6

作者 刘丰 王帅伟 +2 位作者 陈雷 宋章华 赵腾 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期102-108,共7页

大口径厚壁无缝钢管是关系我国能源安全的重要产品。在斜轧穿孔过程中,由于轧辊和顶头的挤压及摩擦作用,其金属内部的变形程度和速度都极为复杂。在复合变形的条件下,孔隙性缺陷的焊合极为困难。文章通过圆柱形试样压缩实验,深入研究金... 大口径厚壁无缝钢管是关系我国能源安全的重要产品。在斜轧穿孔过程中,由于轧辊和顶头的挤压及摩擦作用,其金属内部的变形程度和速度都极为复杂。在复合变形的条件下,孔隙性缺陷的焊合极为困难。文章通过圆柱形试样压缩实验,深入研究金属材料的孔隙性缺陷在复杂应力应变情况下的变化与发展规律,确定了复杂应力应变条件下孔隙性缺陷的消除判据;通过理论分析和数值模拟,研究大口径厚壁无缝钢管斜轧穿孔过程中的变形机理,得到影响无缝钢管中孔隙性缺陷焊合的因素及规律;建立了以消除大口径厚壁无缝钢管的孔隙性缺陷为目标的斜轧穿孔参数的制定原则和方法。 展开更多

关键词 大口径厚壁无缝钢管 斜轧穿孔 复杂应力应变状态 孔隙性缺陷

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大口径P92厚壁管斜轧穿孔分层缺陷形成倾向性研究 被引量：6

7

作者 尹元德 李胜祗 +1 位作者 康永林 王鹏展 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2012年第13期13-17,共5页

在测定P92钢高温流动应力和热物性参数的基础上,借助于有限元软件MSC.Superform对大口径P92厚壁管二辊斜轧穿孔过程进行3D热力耦合模拟;采用Oyane韧性断裂准则分析轧件损伤场及钢管分层缺陷的倾向性,发现与顶头前端接触的轧件內表皮下... 在测定P92钢高温流动应力和热物性参数的基础上,借助于有限元软件MSC.Superform对大口径P92厚壁管二辊斜轧穿孔过程进行3D热力耦合模拟;采用Oyane韧性断裂准则分析轧件损伤场及钢管分层缺陷的倾向性,发现与顶头前端接触的轧件內表皮下一定深度区域存在破裂高危带。研究了送进角对损伤场的影响,结果表明:轧件最大损伤特征值随送进角的增大而减小,发生分层缺陷的倾向性降低。 展开更多

关键词 无缝钢管 大口径P92厚壁管 二辊斜轧穿孔 分层缺陷 数值模拟

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大口径厚壁弯管的局部感应加热推弯成形的有限元建模研究 被引量：2

8

作者 李兰云 徐帅帅 +2 位作者 张阁 刘静 李霄 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2018年第7期132-135,140,共5页

局部感应加热推弯成形技术是制造大口径厚壁弯管的重要方法。基于COMSOL多物理场有限元模拟软件,建立了可靠的大口径厚壁管感应加热推弯成形过程三维有限元仿真模型,实现了电磁-热-力多场耦合的模拟,避免了空气域边界造成的电磁反射波... 局部感应加热推弯成形技术是制造大口径厚壁弯管的重要方法。基于COMSOL多物理场有限元模拟软件,建立了可靠的大口径厚壁管感应加热推弯成形过程三维有限元仿真模型,实现了电磁-热-力多场耦合的模拟,避免了空气域边界造成的电磁反射波对感应加热的影响,并研究分析了弯管温度与应变的分布规律。结果对有效提升大口径厚壁弯管局部感应加热推弯成形具有指导意义。 展开更多

关键词 大口径厚壁弯管 感应加热 推弯成形 有限元建模

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大口径厚壁埋弧直缝焊管内应力检测研究 被引量：4

9

作者 张慎伟 张其林 陈国栋 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 2007年第1期77-79,共3页

以广州新电视塔钢结构工程用大口径厚壁埋弧直缝焊管为对象,采用一种应用广泛且精度较好的检测方法—盲孔法,对厚壁直缝焊管内外表面的残余应力进行了检测。检测结果表明,该方法可以有效地测出钢管内部残余应力的大小与分布,可为结构设... 以广州新电视塔钢结构工程用大口径厚壁埋弧直缝焊管为对象,采用一种应用广泛且精度较好的检测方法—盲孔法,对厚壁直缝焊管内外表面的残余应力进行了检测。检测结果表明,该方法可以有效地测出钢管内部残余应力的大小与分布,可为结构设计提供理论依据。 展开更多

关键词 大口径厚壁直缝焊管 残余应力检测 盲孔法 应变释放系数

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工艺参数对二辊斜轧延伸大口径P92厚壁管分层缺陷的影响 被引量：2

10

作者 尹元德 李胜祗 +3 位作者 康永林 王鹏展 王向东 李国涛 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期123-128,共6页

针对二辊斜轧延伸485 mm×73 mm大口径厚壁P92(9Cr-0.5Mo-1.8WVNb)无缝钢管频繁发生的分层缺陷,采用3D热力耦合模拟和Oyane韧性断裂准则,对斜轧延伸过程中轧件的应力应变和损伤特征场的分布特点进行了分析,并系统地研究了不同工... 针对二辊斜轧延伸485 mm×73 mm大口径厚壁P92(9Cr-0.5Mo-1.8WVNb)无缝钢管频繁发生的分层缺陷,采用3D热力耦合模拟和Oyane韧性断裂准则,对斜轧延伸过程中轧件的应力应变和损伤特征场的分布特点进行了分析,并系统地研究了不同工艺参数对分层缺陷形成倾向性的交互影响规律.提出了减轻或避免分层缺陷的有效措施,并对穿孔工艺参数进行了优化.研究结果表明,轧件最大损伤特征值随轧辊转速的降低、送进角、轧辊入口锥角和管坯通孔直径的增大而减小,轧件发生分层缺陷的倾向性降低.轧件的最大损伤特征值由工艺优化前的0.377 9降至优化后的0.285 7.现场生产探伤数据对模拟结果进行了验证,采用优化后的工艺参数所生产的钢管成品合格率从原来的88.9%提高到97.2%. 展开更多

关键词 大口径P92厚壁管 工艺参数 二辊斜轧延伸 分层缺陷 数值模拟

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大口径厚壁无缝钢管热挤压过程中挤压力的求解 被引量：7

11

作者 惠恬静 雷步芳 +1 位作者 贾璐 李永堂 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期110-116,共7页

分别采用了主应力法、功平衡法以及上限法推导了大口径厚壁无缝钢管在挤压过程中挤压力的3种计算公式,并且利用有限元模拟法对大口径厚壁无缝钢管挤压力进行了模拟计算。与有限元计算相比较,主应力法和上限法计算结果的平均相对误差分... 分别采用了主应力法、功平衡法以及上限法推导了大口径厚壁无缝钢管在挤压过程中挤压力的3种计算公式,并且利用有限元模拟法对大口径厚壁无缝钢管挤压力进行了模拟计算。与有限元计算相比较,主应力法和上限法计算结果的平均相对误差分别仅为7.70%和7.61%,表明这两种公式具有一定的工程适用性;功平衡法计算结果的平均相对误差较大,但若取理论计算结果除以120%后的值,再与模拟结果作比较,则平均相对误差可降至3.18%,仍可精确预测大口径厚壁无缝钢管挤压力。 展开更多

关键词 大口径厚壁无缝钢管 挤压力 主应力法 功平衡法 上限法

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P91厚壁管热挤压模具参数优化设计 被引量：6

12

作者 王瑞麒 李永堂 +1 位作者 贾璐 雷步芳 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期58-65,共8页

利用正交试验,通过有限元模拟研究了P91厚壁管热挤压模具型腔几何参数及初始温度的合理取值范围。选取挤压角角度α、过渡圆角半径R1、过渡圆角半径R2、定径带长度h、挤压模初始温度T为研究对象,以挤压模工作表面应力分布-sds、挤压模... 利用正交试验,通过有限元模拟研究了P91厚壁管热挤压模具型腔几何参数及初始温度的合理取值范围。选取挤压角角度α、过渡圆角半径R1、过渡圆角半径R2、定径带长度h、挤压模初始温度T为研究对象,以挤压模工作表面应力分布-sds、挤压模所受最大载荷Lmax、模口处金属流速均方差Fsdv为考核标准,展开了基于有限元模拟的正交试验研究。结果显示,P91厚壁管热挤压模具型腔几何参数与初始温度的合理取值范围为:挤压角角度选取45°～55°、定径带长度h选取90～120 mm、过渡圆角半径R1选取70～90 mm、过渡圆角半径R2选取100～120 mm、挤压模初始温度T选取250～350℃。最后,利用缩比热挤压成形试验验证了模具型腔参数与初始温度取值范围的合理性。 展开更多

关键词 P91 热挤压模具 大口径厚壁管 数值模拟 正交试验

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基于ABAQUS的铸态耐热合金钢热挤压成形数值模拟研究 被引量：4

13

作者 贾璐 李永堂 李振晓 《精密成形工程》 2016年第5期108-115,共8页

目的以大口径厚壁管短流程铸挤成形工艺为背景,通过ABAUOS有限元模拟软件研究铸态T/P91合金钢热挤压过程中的变形情况。方法对软件进行二次开发,采用热力耦合分析,研究不同热挤压条件下挤压过程中应力场、应变场及成形件动态再结晶率的... 目的以大口径厚壁管短流程铸挤成形工艺为背景,通过ABAUOS有限元模拟软件研究铸态T/P91合金钢热挤压过程中的变形情况。方法对软件进行二次开发,采用热力耦合分析,研究不同热挤压条件下挤压过程中应力场、应变场及成形件动态再结晶率的变化,最终得出有利于指导工业生产的热挤压工艺参数。结果模拟结果表明:应力和应变随时间不断增大,增长率在凹模锥角区达到最大值,当材料在挤压力作用下流出挤压筒后,应力不断减小而应变趋于稳定;以成形件流出挤压筒时的径向截面为参考,动态再结晶率分布为中心高两边低,且随着挤压比、初始挤压温度和挤压速度的增大,成形件整体动态再结晶率差别降低;挤压速度越大,成形件应力分布越不均匀。结论铸态T/P91合金钢热挤压最优工艺参数为:初始挤压温度为1150~1200℃,挤压比为9,挤压速度为25 mm/s。 展开更多

关键词 大口径厚壁管 ABAQUS软件 热挤压 铸态T/P91合金钢 热力耦合 动态再结晶率

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