【摘 要】
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P91大口径厚壁无缝钢管是石油化工、航空航天、军工等行业的重要大型零部件。近年来,伴随着国民工业的迅速发展,我国对于P91厚壁管的需求量日益提高。以李永堂教授为首的科研
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P91大口径厚壁无缝钢管是石油化工、航空航天、军工等行业的重要大型零部件。近年来,伴随着国民工业的迅速发展,我国对于P91厚壁管的需求量日益提高。以李永堂教授为首的科研团队提出一种新型短流程生产工艺—铸挤复合成形,该工艺重点解决了传统工艺的流程繁多,材料能源浪费,生产效率低等缺点,有利于工业减排的实施,经济效益和社会效益显著。本文针对铸态P91钢大口径厚壁无缝钢管的铸挤复合成形,以铸态P91耐热合金钢为研究对象,进行实验分析及模拟。采用Gleeble-3500进行高温单道次热压缩实验,得到了铸态P91材料的真实应力-应变曲线,研究其高温流变行为,为数值模拟中建立材料模型奠定基础。通过显微组织分析,探讨不同热变形条件下铸态P91材料的微观组织演变规律,确定其发生动态再结晶的变形条件,建立完整的动态再结晶模型,为铸挤复合成形过程的数值模拟提供了理论基础。运用Deform数值模拟软件,建立铸态P91耐热合金钢的材料模型,对尺寸为Φ720mm×Φ520mm×12000mm的大口径厚壁无缝钢管进行1:8缩比,模拟铸挤复合成形的热挤压工艺过程,分析整个过程中铸坯的宏、微观变化,对实际生产中成形管件的质量预测提供了合理的依据。同时,模拟铸态P91耐热合金钢在不同工艺参数下的挤压过程,分析不同的挤压比、初始挤压温度和挤压速度对预成形管件的场变量和微观组织的影响。最终得到了较为合适的工艺参数:挤压比为9左右,初始挤压温度在1120-1180℃内,挤压速度在26-36mm/s。
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