本文關(guān)鍵詞：F91合金鋼斜三通熱擠壓工藝及靜態(tài)再結(jié)晶研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大型管件斜三通廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、機(jī)械制造、船舶、國防等領(lǐng)域,作為關(guān)鍵基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)件要求在高溫高壓下仍具有優(yōu)良的綜合性能。目前生產(chǎn)斜三通的最佳工藝是擠壓,但是國內(nèi)對該項技術(shù)的研究還處在起步階段,尚無系統(tǒng)研究。本文針對大型管件斜三通擠壓工藝進(jìn)行了模擬研究。F91鋼是大型管件斜三通的首選材料。本文使用Gleeble-3500熱模擬試驗機(jī)對F91鋼進(jìn)行了單向熱壓縮實驗,得到了F91鋼的基礎(chǔ)材料數(shù)據(jù),然后結(jié)合金相實驗分析了變形溫度、應(yīng)變速率、變形量和保溫時間對F91鋼晶粒演變的影響規(guī)律:變形溫度升高,F91鋼發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶的速率也隨之增加;F91鋼發(fā)生熱變形后,在同一保溫時間間隔內(nèi)發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶的體積分?jǐn)?shù)隨著應(yīng)變速率的升高而增加;變形量增大,F91鋼在熱變形后保溫過程中發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶的速率增加,變形量越大,靜態(tài)再結(jié)晶發(fā)生得越完全;發(fā)生變形時的溫度越高,變形后的保溫時間越長,發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶的速率越快。以Avrami方程為基礎(chǔ),結(jié)合等溫壓縮實驗和金相實驗,統(tǒng)計回歸得出F91鋼的靜態(tài)再結(jié)晶數(shù)學(xué)模型。本文通過對不同鐓粗工件高度的斜三通擠壓成形過程進(jìn)行數(shù)值模擬得到:鐓粗工件高度為780mm-690mm時,斜三通成形件兩側(cè)存在較大的高度差;鐓粗工件高度為680mm-640mm時,斜三通成形件兩側(cè)的高度差很小,成形件的外形尺寸滿足要求;鐓粗工件高度為630mm-610mm時,斜三通成形件兩側(cè)的高度差變大;鐓粗工件高度為600mm時,斜三通成形件出現(xiàn)了明顯的缺陷。因此,鐓粗工件高度為680mm-640mm時,斜三通成形件的外形尺寸比較符合要求,鐓粗工件高度為660mm時,斜三通成形件兩側(cè)的高度差最小,為5.57mm。進(jìn)行1:1的擠壓試驗,得到鐓粗、反擠壓和穿孔工步的成形載荷分別為2.87E+07N、3.45E+07N和2.98E+07N,與模擬結(jié)果相對比,發(fā)現(xiàn)模擬值與試驗值基本吻合,二者的最大相對誤差小于10%。驗證了工藝方案的合理性,模具結(jié)構(gòu)滿足要求,對指導(dǎo)生產(chǎn)有一定的借鑒作用。
【關(guān)鍵詞】：F91鋼 鐓粗 擠壓 靜態(tài)再結(jié)晶 數(shù)值模擬 工藝試驗
【學(xué)位授予單位】：機(jī)械科學(xué)研究總院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG376.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景及意義10-12
• 1.1.1 課題研究背景10-11
• 1.1.2 課題研究的意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析12-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀分析12
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀分析12-14
• 1.3 金屬熱塑性的影響因素與研究方法14
• 1.3.1 金屬熱塑性變形因素14
• 1.3.2 金屬熱塑性的研究方法14
• 1.4 金屬材料的靜態(tài)再結(jié)晶14-16
• 1.4.1 靜態(tài)再結(jié)晶發(fā)生的條件14-15
• 1.4.2 影響靜態(tài)再結(jié)晶的因素15
• 1.4.3 靜態(tài)再結(jié)晶模型15-16
• 1.5 有限元模擬技術(shù)在金屬塑性成形中的應(yīng)用16-17
• 1.5.1 有限元法16
• 1.5.2 剛塑性有限元法16-17
• 1.6 本文的研究目標(biāo)及內(nèi)容17-18
• 第二章 F91合金鋼的熱模擬實驗研究18-22
• 2.1 等溫壓縮實驗研究18-20
• 2.1.1 實驗條件18-19
• 2.1.2 實驗方法19-20
• 2.2 金相實驗條件與方案20-21
• 2.3 本章小結(jié)21-22
• 第三章 F91鋼的靜態(tài)再結(jié)晶22-41
• 3.1 變形溫度對靜態(tài)再結(jié)晶顯微組織的影響22-23
• 3.2 應(yīng)變速率對靜態(tài)再結(jié)晶顯微組織的影響23-25
• 3.3 變形量對靜態(tài)再結(jié)晶顯微組織的影響25-28
• 3.4 保溫時間對靜態(tài)再結(jié)晶顯微組織的影響28-32
• 3.5 靜態(tài)再結(jié)晶動力學(xué)32-39
• 3.5.1 靜態(tài)再結(jié)晶動力學(xué)模型建立33-39
• 3.6 本章小結(jié)39-41
• 第四章 斜三通擠壓成形工藝數(shù)值模擬41-64
• 4.1 擠壓力的影響41
• 4.2 斜三通熱擠壓成形工藝數(shù)值模擬研究41-44
• 4.2.1 有限元模型的建立42-43
• 4.2.2 數(shù)值模擬方案43-44
• 4.3 模擬結(jié)果與分析44-62
• 4.3.1 鐓粗工件高度對成形件的影響44-50
• 4.3.2 溫度場分布情況50-57
• 4.3.3 等效應(yīng)力分布情況57-59
• 4.3.4 載荷-時間曲線59-62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 第五章 斜三通擠壓工藝的試驗研究64-71
• 5.1 試驗方案制定64-67
• 5.1.1 試驗設(shè)備65-66
• 5.1.2 試驗方案66-67
• 5.1.3 試驗參數(shù)67
• 5.2 斜三通擠壓工藝實驗過程67-68
• 5.3 結(jié)果與分析68-69
• 5.4 本章小結(jié)69-71
• 第六章結(jié)論與展望71-73
• 6.1 結(jié)論71-72
• 6.2 展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 致謝77-78
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參加的科研情況78

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：F91合金鋼斜三通熱擠壓工藝及靜態(tài)再結(jié)晶研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：304594