【摘要】：Inconel 625合金在高溫下具有優(yōu)異的強度、耐蝕性和抗疲勞性能,其大型熱擠壓厚壁管在火電核電、石油化工等重要工業(yè)領(lǐng)域具有越來越廣泛的應(yīng)用。然而,該合金熱變形組織演化復(fù)雜,對應(yīng)變速率、變形溫度和變形程度十分敏感;而且,高溫合金管材變形抗力大、擠壓速度快、擠壓溫度高,坯料和模具之間的溫度梯度大,擠壓參數(shù)對管材的宏微觀變形行為存在復(fù)雜的熱力耦合作用。因此,研究揭示關(guān)鍵擠壓參數(shù)對Inconel 625大型厚壁管熱擠壓宏微觀變形行為的影響規(guī)律,確定關(guān)鍵擠壓參數(shù)的合理取值范圍是實現(xiàn)管材成形質(zhì)量穩(wěn)健控制的迫切需求和面臨的挑戰(zhàn)。為此,本文以Inconel 625大型厚壁管為研究對象,建立了其擠壓成形宏微觀有限元模型,并基于該模型對管材宏觀參量演化規(guī)律、動態(tài)再結(jié)晶組織演化規(guī)律、擠壓成形極限和參數(shù)優(yōu)化進行了系統(tǒng)深入的研究,主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:針對Inconel 625高溫合金大型厚壁管熱擠壓過程,解決了邊界條件處理,網(wǎng)格劃分,擠壓墊剛性化處理等建模關(guān)鍵問題,建立了基于DEFORM的宏微觀有限元模型,通過實驗對有限元模型的可靠性進行了驗證,從而使得系統(tǒng)研究難變形高溫合金大型厚壁管的宏微觀變形規(guī)律成為可能�；诮⒌挠邢拊Ｐ�,研究揭示了Inconel 625大型厚壁管穩(wěn)態(tài)擠壓成形階段出口溫度的變化規(guī)律和關(guān)鍵影響因素。發(fā)現(xiàn)由于坯料和擠壓模之間的摩擦熱及其與擠壓針之間的熱傳導(dǎo)的耦合作用,沿管材的壁厚方向存在一個等溫層,其內(nèi)外側(cè)出口溫度在擠壓過程中分別呈下降和升高趨勢。隨著坯料初始溫度升高、擠壓速度增加或摩擦增大,出口溫度均勻性呈先增加后降低的變化規(guī)律;增加擠壓比能夠提高出口溫度的均勻性;凹模半角對出口溫度均勻性的影響不明顯。探明了Inconel 625大型厚壁管熱擠壓過程動態(tài)再結(jié)晶演變特征和擠壓參數(shù)對穩(wěn)態(tài)擠壓階段管材晶粒尺寸平均值及分布均勻性的影響規(guī)律,發(fā)現(xiàn)隨著坯料初始溫度的升高或擠壓速度的增加,穩(wěn)態(tài)擠壓階段管材平均晶粒尺寸先減小后增大,增大擠壓比能顯著減小管材平均晶粒尺寸,而凹模半角和摩擦對管材平均晶粒尺寸的影響不明顯。隨著坯料初始溫度、擠壓速度或摩擦的增加,管材晶粒尺寸分布均勻性呈先增加后降低的趨勢,增大擠壓比能顯著提高管材晶粒尺寸分布均勻性。擠壓參數(shù)對穩(wěn)態(tài)擠壓階段管材晶粒尺寸平均值及分布均勻性的影響顯著性顯著順序為:擠壓比坯料初始溫度擠壓速度。提出了一種將響應(yīng)面法與枚舉法相結(jié)合,確定管材擠壓多約束、多參數(shù)耦合作用下成形極限的方法,并以最大擠壓力F_(max)250MN、最高變形溫度T_(max)1240℃和管材平均晶粒尺寸大于7級(davg28.3μm)為約束條件,確定了坯料初始溫度T0、擠壓速度v和擠壓比λ三個關(guān)鍵擠壓參數(shù)的合理取值范圍,并給出擠壓成形極限圖。另外,基于建立的擠壓成形參數(shù)-成形質(zhì)量指標響應(yīng)面模型,在上述成形參數(shù)的極限范圍內(nèi)確定了多約束下使得管材晶粒尺寸分布均勻的擠壓參數(shù)優(yōu)化組合。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG379

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳儒松;李行;湯世娟;;擠壓速度對雙螺旋孔棒螺距的影響[J];硬質(zhì)合金;2007年01期

2 龐祖高;張銀意;唐志強;丁洋;;擠壓速度對鋁型材分流模壽命影響的模擬分析[J];鍛壓技術(shù);2010年01期

3 西安重型機械研究所《等溫擠壓》課題組;;擠壓速度的自動調(diào)節(jié)[J];重型機械;1974年09期

4 Nicolae A tanasiu;張正國;;加工鋁管材時的擠壓速度[J];輕合金加工技術(shù);1982年08期

5 王原庫;汪吉琨;;鋁合金擠壓速度控制中的執(zhí)行系統(tǒng)[J];輕合金加工技術(shù);1986年10期

6 徐國鋼;改善擠壓性能,提高6063合金擠壓速度[J];輕金屬;1999年07期

7 魯京樂,崔秀明,王綱領(lǐng),潘建國;控制生坯擠壓速度,提高電極產(chǎn)品質(zhì)量[J];炭素技術(shù);2003年01期

8 吳亭;李林;周春榮;王孟君;;模具液氮冷卻對鋁型材出口溫度及擠壓速度的影響[J];輕合金加工技術(shù);2011年07期

9 于慶賢;;提高硬鋁合金擠壓速度的途徑[J];輕金屬;1988年04期

10 姜義;史慶南;王璐;趙啟淞;;擠壓速度對雙通道等徑角擠壓7003鋁合金組織的影響[J];金屬熱處理;2013年12期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 黨利;Inconel 625合金大型厚壁管擠壓變形宏微觀規(guī)律研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 鄭理;擠壓工藝對典型鋁及鎂合金顯微組織及力學(xué)性能的影響[D];湘潭大學(xué);2016年

2 姜義;擠壓速度對雙通道擠壓7003鋁合金組織和性能的影響[D];昆明理工大學(xué);2013年

3 李斐;6061鋁合金反向擠壓組織與力學(xué)性能研究[D];蘭州理工大學(xué);2011年

，

本文編號：2342611