【摘 要】
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本文针对四川普光油气田地面主体开发地面集输工程中所需求的Incoloy 825镍基合金法兰毛坯的锻造成形工艺进行了研究。Incoloy 825是目前最常用的耐蚀合金之一,其耐蚀性与晶
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本文针对四川普光油气田地面主体开发地面集输工程中所需求的Incoloy 825镍基合金法兰毛坯的锻造成形工艺进行了研究。Incoloy 825是目前最常用的耐蚀合金之一,其耐蚀性与晶粒的大小密切相关,细小而均匀的晶粒能极大地提高合金的耐蚀性,然而该合金在锻造成形中却存在如下的问题:变形抗力大,980℃时,其流动应力高达240MPa;加热和冷却时不发生相变,不能通过热处理方法细化晶粒,只能通过再结晶来细化晶粒。变形量的均匀程度决定了晶粒大小的均匀性,因而决定了零件的耐蚀性。为了避免出现粗晶影响整体耐蚀性,还要保证各处变形量都大于临界变形程度。虽然该耐蚀法兰是小批量生产,但是由于Incoloy 825合金材料价格昂贵,应该设法提高材料利用率,胎膜锻可以满足这一要求。晶粒的大小及均匀程度取决于变形过程中的应变场分布,有限元分析是获得该场量的有效手段。本文用三维造型软件Pro/E对不同规格的法兰锻件进行了三维实体建模,用刚塑性有限元模拟软件DEFORM对提出的法兰成形工艺的方案进行了模拟。模拟结果表明:仅有终锻工步会出现充不满和折迭;而预锻工步+终锻工步的工艺可避免折迭现象,但仍有末端充不满现象;采用局部拔长工步+预锻工步+终锻工步的工艺,同时让预锻坯形状与终锻件形状接近,可确保终锻时坯料以镦粗方式成形,锻件的各处变形量比较均匀且超过了25%。试生产也证实了预锻工步+终锻工步和局部拔长工步+预锻工步+终锻工步的工艺模拟的有效性。最后选定局部拔长工步+预锻工步+终锻工步的工艺方案实现了整个锻件的顺利成形,完成了耐蚀法兰的锻造生产任务。
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