A638-660高温合金阀杆锻造工艺研究

发布时间：2017-10-19 00:19

  本文关键词：A638-660高温合金阀杆锻造工艺研究

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【摘要】：石油加氢技术是石油产品精制、改质和重油加工的一个重要工艺措施。在加氢装置中,高温并有氢、硫或硫化物的阀门,阀杆材料一般选用A638-660高温合金,A638-660为高温用沉淀硬化铁基超耐热合金。本文以3”2500磅截止阀用660阀杆锻件为研究对象,由于该阀杆锻件在超声波探伤过程中出现了不合格现象,经切割发现在阀杆锻件头部和杆部交界处存在中心裂纹。为解决这一缺陷问题,保证在实际的生产中能锻造出合格的阀杆锻件,本文通过一系列的检测和试验,结合有限元模拟,对裂纹原因及锻造成形过程进行了研究,主要的研究方式及内容如下:(1)对A638-660高温合金阀杆锻件产生裂纹的位置进行了取样,通过化学成分分析、金相组织分析、扫描电镜微观形貌分析、能谱分析以及阀杆成形过程中的力学分析,研究其开裂的原因。结果表明:阀杆锻件裂纹产生的原因非原材料缺陷及热处理问题,而是由于锻造工艺及锻造方式不当产生。(2)在变形量为50%,应变速率分别为0.01S~(-1)、1S~(-1)、10S~(-1),变形温度在900℃~1200℃范围条件下,利用Gleeble-3500D热模拟试验机对A638-660合金进行热压缩试验,根据试验数据及流变应力曲线分析其流变应力行为,通过计算得出A638-660高温合金在此变形条件下的本构方程及Z参数,并对本构方程进行了验证。(3)根据生产实际设备情况,结合A638-660合金的锻造工艺参数,编制阀杆锻造工艺卡片,并根据锻造工艺卡片进行实际生产试验,记录生产过程数据记录。通过DEFORM-3D有限元模拟软件,对阀杆的整个锻造工艺过程进行数值模拟,同时通过模拟软件,对锻造工序中采用压肩工序和不采用压肩工序进行数值模拟对比分析,验证比较两种锻造工序的合理性,从而制定出最合适的锻造工艺,为实际生产提供理论依据及参考。
【关键词】：A638-660高温合金 裂纹分析 热变形行为 数值模拟
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE96;TG316
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 引言9
• 1.2 高温合金在阀门行业中的应用9-10
• 1.3 高温合金的分类及塑性变形特点10-11
• 1.3.1 高温合金的分类10-11
• 1.3.2 高温合金的塑性变形特点11
• 1.4 A638-660 高温合金概况11-13
• 1.4.1 A638-660 高温合金的发展11-12
• 1.4.2 A638-660 高温合金的组织特征12-13
• 1.5 高温合金锻件裂纹研究现状13
• 1.6 有限元模拟在锻造成形中的应用13-14
• 1.7 研究的背景及意义14
• 1.8 本文主要研究内容14-16
• 第2章 A638-660 高温合金阀杆裂纹分析16-26
• 2.1 引言16
• 2.2 缺陷描述16
• 2.3 试验方案及样品制备16-17
• 2.4 试验结果及分析17-23
• 2.4.1 化学成分分析17
• 2.4.2 硬度测试分析17
• 2.4.3 金相分析17-21
• 2.4.4 扫描电镜及X射线能谱分析21-23
• 2.5 阀杆中心开裂力学分析23-25
• 2.6 本章小结25-26
• 第3章 A638-660 高温合金热变形行为研究26-37
• 3.1 引言26
• 3.2 试验材料及试验方案26-27
• 3.3 热压缩试验可行性分析27-28
• 3.4 试验结果与分析28-31
• 3.4.1 不同变形温度条件下的流变应力曲线30
• 3.4.2 不同应变速率条件下的流变应力曲线30-31
• 3.5 本构方程与Z参数31-36
• 3.5.1 本构关系模型31-32
• 3.5.2 本构方程建立32-34
• 3.5.3 Zener-Hollomon参数34-35
• 3.5.4 本构方程验证35-36
• 3.6 本章小结36-37
• 第4章 A638-660 高温合金阀杆锻造过程有限元模拟37-47
• 4.1 引言37
• 4.2 锻造工艺试验37-41
• 4.2.1 试验材料及方案37-38
• 4.2.2 锻造工艺参数制订38-40
• 4.2.3 试验过程数据检测40-41
• 4.3 有限元模拟41-46
• 4.3.1 有限元模型的建立41-43
• 4.3.2 阀杆锻造过程有限元模拟结果及分析43-44
• 4.3.3 压肩工序与无压肩工序模拟与分析44-46
• 4.4 本章小结46-47
• 结论与展望47-49
• 参考文献49-52
• 致谢52

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6 庞晓辉;杨军红;刘平;;石墨炉原子吸收光谱法测定高温合金中痕量硒[A];第三届科学仪器前沿技术及应用学术研讨会论文摘要集[C];2006年

7 孙晓峰;;我国高温合金材料设计与制备基础研究进展[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年

8 ;序[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年

9 张勇;张国庆;李周;刘娜;袁华;许文勇;高正江;王孝平;P.S.Grant;;喷射成形高温合金组织演变过程试验研究[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年

10 李其娟;;21世纪定向凝固高温合金使用展望[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展（下册）[C];1999年

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1 木牛;航天工业与高温合金[N];中国冶金报;2000年

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3 黄秀声;我国高温合金已形成自主体系[N];中国冶金报;2006年

4 记者　 瞿剑;我国高温合金形成自主体系[N];科技日报;2006年

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