【摘要】：球閥以其密封可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、壓力等級高、維修方便等特點,被廣泛應用于水利水電、石油化工、市政建設(shè)等行業(yè)中。其中球閥芯作為球閥的主要構(gòu)件,優(yōu)化它的生產(chǎn)工藝是球閥生產(chǎn)的重點。傳統(tǒng)的球閥芯加工方法主要有三種:傳統(tǒng)鑄造、熱鍛+機加工、模壓+焊接+機加工。后通過改進,提出了鍛軋結(jié)合的工藝方法,但此種工藝方法形成球面的過程過于繁雜,而單一的普通環(huán)件軋制工藝又難以實現(xiàn)球面的成形。本文通過進行熱力模擬實驗:加熱保溫實驗、單道次熱壓縮實驗、雙道次熱壓縮實驗和單道次熱壓縮保溫實驗,建立了Q345E鋼的高溫流變應力模型、奧氏體晶粒尺寸長大模型、再結(jié)晶體積百分數(shù)預測模型和再結(jié)晶晶粒尺寸預測模型。并通過二次開發(fā),建立了在SIMUFACT平臺上可進行可靠運算的材料本構(gòu)模型子程序。借助SIMUFACT模擬平臺和子程序,建立了不同初軋溫度、不同進給速度和不同初始晶粒尺寸的球閥芯復合軋環(huán)有限元仿真模型,并同時開展了不同變形量和不同初軋溫度的球閥芯復合軋環(huán)工藝實驗。通過對比環(huán)件的直徑和晶粒尺寸實驗值和模擬值驗證了有限元模型的宏微觀可靠性。以金屬流動速度、等效應變和溫度為指標,分析了熱變形演變規(guī)律,以平均晶粒尺寸、動態(tài)再結(jié)晶體積分數(shù)和組織形貌為指標,分析了組織演變規(guī)律,以硬度為指標,分析了性能演變規(guī)律。通過對熱變形、組織和性能演變規(guī)律的總結(jié),揭示了復合軋環(huán)工藝中變形-溫度-晶粒細化之間的協(xié)同演變規(guī)律,建立了不同工藝條件下球閥芯平均晶粒尺寸最值的預測模型,并揭示了熱變形-水冷組織-性能間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,并從復合軋環(huán)工藝角度提出了球閥芯組織性能優(yōu)化措施,充分肯定了復合軋環(huán)工藝的可行性和優(yōu)越性。通過以上分析,完善了Q345E鋼高溫微觀組織演變性能;一定程度實現(xiàn)了根據(jù)球閥芯宏觀熱變形預測其晶粒尺寸分布、組織分布以及性能優(yōu)良的目的。這對利用復合軋環(huán)工藝生產(chǎn)球閥芯具有一定的指導意義。
【圖文】：

武漢理工大學碩士學位論文 第 1 章 緒論其密封可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、壓力等級高、維修方便等特電、石油化工、市政建設(shè)等行業(yè)中[1-2]。一套可靠的球的持續(xù)生產(chǎn)和安全生產(chǎn)都起到了至關(guān)重要的作用，因產(chǎn)形狀性能俱佳的球閥構(gòu)件，一直以來都是各類能源著我國經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)設(shè)備的不斷更新，，對球閥構(gòu)件數(shù)要求和安全要求。球閥構(gòu)件主要包括閥芯、閥體、1 所示。其中球閥芯作為球閥的核心構(gòu)件，優(yōu)化其生產(chǎn)之重。

武漢理工大學碩士學位論文 第 2 章 球閥芯材料 Q345E 鋼的材料本構(gòu)模型2.1 Q345E 鋼材料本構(gòu)模型建立的背景及準備Q345E 鋼是一種低合金鋼，因其良好的熱鍛性能而被廣泛應用于工程機械、水利水電領(lǐng)域的基礎(chǔ)零部件制造中，本文針對于球閥芯制造工藝的探究，選用Q345E 鋼作為零件用鋼。目前針對于 Q345E 鋼高溫流變力學行為、再結(jié)晶行為和晶粒長大行為的探究還未見報道，而建立描述以上行為的材料本構(gòu)模型，并將其導入有限元模擬軟件中是利用有限元模擬軟件分析工藝過程中宏微觀演變規(guī)律的先決條件。
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG335

【參考文獻】

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本文編號：2521073