3003铝合金无缝管制备过程中的显微组织与力学性能变化

研究了制备过程中不同状态下3003铝合金无缝管的组织、力学性能及拉伸断口形貌。结果表明:3003铝合金铸锭适宜的均匀化退火制度为600℃×5h;热挤压过程发生动态再结晶生成了等轴晶粒,冷加工后沿变形方向产生明显的变形组织,400℃退火1h后力学性能较好;不同状态下的拉伸断口上有许多细小的等轴状韧窝,退火后的韧窝变大变深,塑性明显变好。

钛合金无缝管在油气井中的应用现状及工艺研发

介绍了钛合金无缝管的制备加工工艺及其在海洋工程和油气开发领域的应用现状。为满足油气井用高强度、高韧性及高耐蚀性要求,以传统TC4钛合金的化学成分为基础开发出了新型钛合金;并通过全流程优化热轧及热处理工艺,提出了适用于大尺寸钛合金油井管的短流程、低成本生产工艺。采用短流程工艺试制TC4-NiNb钛合金无缝管,产品的室温强度较TC4钛合金无缝管提高100 MPa以上,力学性能及冲击韧性均满足P110或Q125钢级要求。该短流程工艺为进一步降低钛合金油井管成本和拓展其应用提供了可能。

铝合金无缝管挤压成形过程的数值模拟与分析

针对铝合金无缝管的挤压成型工艺,设计7075铝合金无缝管的挤压模具和穿孔针,建立有限元分析模型,利用DEFORM V6.1有限元软件的数值模拟与仿真计算,分析不同挤压温度和速度对挤压力、内部温度场、应力分布的影响.结果表明,7075铝合金无缝管挤压模拟过程中,挤压温度在400℃~500℃的范围内,挤压速度在5 mm/s~8 mm/s的范围内,挤压速度和挤压温度都对挤压力的大小有较大的影响.挤压速度越高时,挤压温度对挤压力的影响效果越明显;挤压温度越高时,挤压速度对挤压力的影响效果越明显;挤压温度升高,挤压筒内未产生大变形区域等效应力降低,管材靠近模孔处附加拉应力增大;挤压速度升高,应变分布不均匀性增大.为获得高品质的7075铝合金无缝管,应严格对挤压温度-速度工艺进行调控,并控制好管材出模孔温度.

AZ31镁合金无缝管斜轧穿孔新工艺研究

为了解决镁合金无缝管难加工问题,研究了AZ31镁合金斜轧穿孔制备管坯新工艺。根据镁合金热加工本构关系确定加工温度和应变率范围为300~450℃、0.001~1 s^(-1),根据斜轧理论与现有的三辊斜轧设备初步确定工艺参数,对Φ40 mm×300 mm镁合金棒材进行穿孔过程热力耦合数值模拟及实验研究,取穿后毛管试样进行金相分析。结果表明:采用斜轧穿孔方式完全可以制备AZ31镁合金无缝管;在400℃下,选择合适的顶头前伸量、送进角、轧辊转速、孔喉直径能够顺利穿制Φ40 mm×5.5 mm×615 mm镁合金毛管;轧后组织成等轴状均匀分布且晶粒明显细化,达到3μm,相应力学性能得到改善。此工艺可代替传统挤压工序生产无缝镁合金管,提高生产效率、降低成本,便于后续成品管的生产。

高合金管穿孔顶头的性能与失效形式研究

顶头是斜轧穿孔的核心工具,其寿命长短对穿孔毛管质量和成本均有重要影响。采用金相显微镜、扫描电镜、Gleeble热模拟、摩擦磨损仪等手段,研究顶头显微组织、硬度、变形抗力和摩擦磨损性能,梳理总结高合金管穿孔顶头的典型失效形式。研究结果表明,顶头的显微组织为索氏体,维氏硬度(HV)约258,摩擦因数约0.45。在900~1250℃范围,随着温度的升高,顶头的变形抗力从290 MPa降低到77 MPa。高合金管穿孔顶头典型失效主要有塌鼻、戴帽、掉肉、黏钢、纵裂等几种形式,失效原因为穿孔顶头在激冷激热轧制环境下,受到了极大的轴向力、压应力、切应力。

钠冷快堆控制棒驱动机构用GH1059合金动导管的试制

采用真空感应+保护气氛电渣重熔冶炼出GH1059合金,经过锻造+热挤压+两个道次冷轧工艺成功研制出外径186 mm/内径104 mm的动导管。检测结果表明:GH1059合金动导管表面质量及尺寸精度优良,基体为全奥氏体组织,平均晶粒尺寸约为78.23μm,晶内有近似圆形的含Cr、Fe、Ni、Mo的碳化物,晶内及晶界还有呈片层状的富Cr、Mo的碳化物;动导管的拉伸性能、硬度、冲击韧性、耐铜-硫酸铜-16%硫酸及硝酸的腐蚀性能优良。国产化GH1059合金动导管的各项指标均满足其使用要求。

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。