基于空心铸坯的P91钢大口径厚壁管热挤压成形工艺研究

发布时间：2020-05-15 10:29

【摘要】：大口径厚壁管是核(火)电、石油化工等领域的关键零部件,其性能直接影响到工业生产安全。近年来,国内外学者对厚壁管生产工艺进行了卓有成效的研究,但仍然不能够完全满足工业安全对厚壁管的高性能要求。本文以铸态P91耐热合金钢为研究对象,利用铸挤复合成形工艺生产大口径厚壁管。通过主应力法、功平衡法和上限法推导了厚壁管在挤压过程中挤压力计算公式并与有限元计算结果做了比较;借助有限元软件研究了热挤压工艺参数对厚壁管成形的影响;通过热处理实验研究了成形过程中微观组织和力学性能演变机理。研究结果表明: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,主要是由于没有考虑速度不连续面对成形的影响。原始坯料温度(T_0)、挤压速度(v)和挤压比(?)是影响晶粒大小及其均匀性的主要因素,原始坯料温度、挤压速度、挤压比的增加有助于减小管材平均晶粒尺寸和提高晶粒分布均匀性。最终确定较为合理的热挤压成形工艺参数为:原始坯料温度1250℃、挤压比7~9、挤压速度为30~50 mm/s。热处理前管材组织为板条状马氏体,热处理后得到回火组织,强度、硬度明显下降,塑韧性大幅提高。此外,回火工艺是影响厚壁管综合力学性能的主要因素。当回火温度为750℃、回火保温时间为180min时,获得均匀细小的回火组织,拉伸和冲击断口上韧窝数量多、直径大、深度深,为典型的韧性断裂;最终确定较为合理的热处理工艺参数为:正火温度1060℃、正火时间120min、回火温度750℃、回火时间180min。
【图文】：

图 1.1 大口径厚壁管Fig. 1.1 Large caliber thick wall steel tube厚壁管的常见工艺主要可以分为以下四类其中自由锻造法是一种传统锻造工艺，生减材的要求，已逐渐被市场淘汰；曼式穿

图 1.2 大口径厚壁管传统生产工艺Fig. 1.2 The traditional production process of large caliber thick wall steel tube
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG376

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘强;付建华;贾璐;邓馗;李兆强;;大口径厚壁无缝管的挤压过程力学理论分析[J];锻压装备与制造技术;2015年04期

2 吴连平;杨晓翔;;基于虚拟正交试验的关节轴承工艺参数优化设计[J];塑性工程学报;2014年06期

3 彭雯雯;曾卫东;闫文巧;康超;王腾飞;;回火工艺对Aermet100超高强度钢组织与韧性的影响[J];材料热处理学报;2013年06期

4 董红;张玉妥;叶中飞;王培;;热处理保温时间对T91钢组织性能的影响[J];沈阳理工大学学报;2013年03期

5 何晓梅;罗昌福;刘漫博;;超超临界火电机组的选材及国产化进程[J];热加工工艺;2012年22期

6 翟月雯;钟志平;金泉林;;P91合金钢热变形力学行为的实验[J];塑性工程学报;2012年03期

7 金雪芹;张建;毕大森;;P91钢的热压缩动态组织演化数值模拟[J];锻压技术;2012年03期

8 万德成;余伟;李晓林;张杰;武会宾;蔡庆伍;;淬火温度对550MPa级厚钢板显微组织和力学性能的影响[J];金属学报;2012年04期

9 钟万里;赵君;王伟;高岩;;T91钢的回火工艺分析及其组织评定[J];金属热处理;2012年03期

10 张凌峰;王宝峰;李建超;尹永昌;;P91大口径厚壁无缝管挤压过程的(FEM)有限元模拟[J];内蒙古科技大学学报;2011年04期

，

本文编号：2664890