空心件带芯棒轧制与空心轧制成形过程的比较分析

对三辊楔横轧空心件带芯棒与空心轧制的复杂变形特性开展了实验研究,通过有限元仿真,比较分析了带芯棒与空心轧制时轧件的内部应力、应变场以及晶粒尺寸,分析表明,带芯棒轧制时不仅可以得到了等内径空心件,而且晶粒细化更能满足轴类零件的力学性能需要。

三辊楔横轧空心件热变形时微观组织的研究

利用非线性有限元建立了金属成形过程中热、力、组织相互耦合的刚塑性有限元模型,采用该模型对三辊楔横轧空心件成形工艺进行仿真计算,得出不同阶段轧件的晶粒尺寸变化规律。在此基础上,应用正交实验法探讨了空心坯料轧制时壁厚、断面收缩率、轧制温度对晶粒尺寸的影响。结果表明:轧制温度对晶粒尺寸影响显著,其次依次为壁厚、断面收缩率。

斜轧管材生产中内部组织有限元模拟和预测

金属的强度、韧性及焊接等性能取决于内部组织的晶粒大小及其排列情况。应用热力耦合有限元模型计算了其应力、应变和温度等参数在斜轧穿孔中的分布状态 ,进一步应用再结晶与有限元结合的数学模型对该过程内部晶粒进行了预测。通过室温条件下的理论与实测比较 ,认为该预测方法是可靠的、且具有一定的精度。应用这种方法可以对斜轧工艺参数进行调整 ,使其具有良好的内部质量。不仅可为后续工序提供高质量的管坯 ,而且可以减少不必要的工序。

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。

斜轧穿孔顶头的有限元模拟及失效分析

应用DEFORM三维有限元数值模拟软件对狄舍尔穿孔机热轧穿孔过程中的顶头进行了温度场数值模拟,通过模拟和实测分析了顶头开裂、粘钢、塌鼻等失效原因。

热轧穿孔内部组织控轧的工业性试验研究

针对某钢铁公司76机组穿孔过程进行了工业性试验。在设定的轧制条件和冷却条件下 ,对轧件内部组织的晶粒大小做了测定。应用有限元方法计算了穿孔中应力、应变和温度等参数的分布状态 ,利用再结晶数学模型对该过程内部晶粒进行了预测。通过室温条件下的理论与实测比较 ,认为该热—力耦合有限元模型与内部组织数学模型之结合模型 ,对预测轧件内部组织具有一定的可靠性。进而可对斜轧工艺参数进行调整 ,使管轧过程中穿孔毛管具有良好的内部质量。为后续工序提供高质量的坯料 ,减少不必要的轧制道次。

不同摩擦条件下的斜轧穿孔过程有限元分析

以曼内斯曼穿孔机为研究对象,利用MSC.Superform 2005有限元软件对直径100mm的33Mn2V钢实心坯斜轧穿孔过程进行三维热力耦合数值模拟,并对不同摩擦系数条件下管坯运动状态以及应力、应变分布进行了分析.研究表明:摩擦系数对塑性应变、摩擦力、切应力以及轧制力的影响不大.1255℃的高温条件下摩擦系数增加并不影响整个系统,而在摩擦系数为0.2时塑性应变率最大,轧件表面温度最低.合理的摩擦系数在0.1～0.2之间.

基于损伤因子优化变形参数的超细晶管斜轧穿孔工艺

为充分利用曼内斯曼效应提高可穿性,以45钢为研究对象,借助刚塑性有限元模拟技术,通过基于Oyane损伤准则的裂纹萌生控制模型揭示了变形参数对损伤因子的影响规律。结果表明,锥形辊实心棒斜轧过程中,沿轧件前进方向,随着塑性变形的逐渐增加,损伤因子逐渐增加,之后随着塑性变形程度的减弱而逐渐减小。从坯料边部到心部损伤因子逐渐增大。空心管斜轧穿孔过程中损伤因子的变化规律与之相似。优化参数为:送进角为14°,辗轧角为13°,轧辊转速为50 r·min^(-1),直径压下率为17%,轧制温度为1000℃,顶前压下率为12%。确定了顶头形状,制备了外径为(Φ66.2±0.1986)mm,壁厚为(6.0±0.126)mm,径厚比为11的超细晶管,晶粒尺寸由29μm(7级晶粒度)细化至9.8μm(10级晶粒度),抗拉强度以及伸长率分别提高了9.0%和17.9%。

椭圆截面螺旋等通道挤压的变形分析(英文)

采用简化的切片平面应变假设,利用增量叠加法对椭圆截面螺旋等通道挤压(ECSEE)过程的应变累积进行了分析计算。通过对横截面上某一质点进行追踪,将ECSEE变形过程分解为两种基本变形方式:圆-椭圆/椭圆-圆截面过渡变形和椭圆截面扭转过渡变形,然后利用MATLAB软件编程求解,得到了组合后材料内部追踪点的累积等效应变沿模具通道长度的变化规律和横截面上等效应变累积的分布规律,并与Deform-3D有限元软件模拟结果进行了对比。结果表明:ECSEE扭转变形所得累积应变要大于其他变形形式累积的应变,ECSEE变形方式主要是剪切变形;坯料横截面的等效应变从坯料外围到中心呈梯度减小趋势;有限元模拟结果也验证了解析解的工程准确性。