30CrMoA薄壁筒形件成形及微观组织变化研究

发布时间：2020-05-30 06:40

【摘要】：30CrMoA钢是一种广泛应用于压力容器的低合金高强度钢,采用该钢种替代传统材料制作常用的各种气瓶可大幅减轻其重量,以实现节约材料、减轻搬运困难、降低运输成本的目的。气瓶的加工一般都采用挤压-变薄拉深-旋压收口工艺进行,加工过程中的工艺参数是影响气瓶组织及性能的重要因素。为了探讨采用30CrMoA成形气瓶的可行性及实现对气瓶质量的控制,本文通过实验建立了30CrMoA的本构方程及微观组织演变模型,采用Deform-3D有限元分析软件对30CrMoA挤压和变薄拉深成形过程及微观组织演变情况进行了模拟。利用Gleeble-3800热模拟试验机,在温度为900~1100℃,应变速率为0.01~10s~(-1)变形条件下对30CrMoA进行变形量为60%的热压缩变形试验,对其在不同变形条件下的变形行为进行研究,建立了30CrMoA的高温变形本构方程和基于Avrami动态再结晶理论的动态再结晶模型。利用导入有本构方程和动态再结晶方程的Deform-3D有限元分析软件,选取温度为1000℃~1100℃,挤压速度为7~150mm/s进行挤压成形模拟,对其不同变形条件下的晶粒尺寸进行对比分析。结果表明,在变形温度为1100℃,挤压速度为150mm/s时,挤压件晶粒尺寸最小。选取温度为920℃~1070℃,挤压速度为50~150mm/s进行变薄拉深成形模拟,并对其不同变形条件下的晶粒尺寸进行对比分析。结果表明,变形温度为970℃,变形速度为50mm/s时,得到的拉深件晶粒尺寸最小。利用自行设计的实验模具,进行了温度为1100℃、挤压速度为7mm/s的挤压成形和温度为970℃、拉深速度为7mm/s的变薄拉深成形实验,得到了挤压和变薄拉深成形的载荷-行程曲线,并通过金相实验得到了挤压件和变薄拉深件各部位的金相组织图。实验结果与相同变形条件下的数值模拟结果基本相符,验证了所建30CrMoA高温变形本构方程和动态再结晶模型可用于该材料微观组织演变预测及该材料采用挤压加变薄拉深成形气瓶的可行性。
【图文】：

图 1-1 常用气瓶规格图 1-1 气瓶尺寸如表 1-3 为 GB5099 钢质无缝气瓶系列。表 1-3 GB5099 钢质无缝气瓶规格参数表气瓶型号 外径(mm) 容积(L) 长度(mm) 重量(kg) 工作压力(MPa) 设计壁厚(mm)WMA219-36-1521936 1200 4415 5.7WMA219-38-15 38 1260 46WMA219-40-15 40 1320 48WMA219-47-15 47 1570 65WMA219-50-15 50 1620 681.2.2 国内外研究现状

第 2 章 30CrMoA 高温流变及动态再结晶行为研究1s-1，0.5s-1，1s-1，，10s-1，进行变形量为 60%的压之间的压缩试样，并迅速将其放入试验机旁的室到保留。验工艺路线图所示。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH49;TG376;TG386

【参考文献】

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本文编号：2687736