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钨作为一种稀有金属,也是一种极其重要的战略资源,它以纯金属和合金形式被广泛应用于现代科学技术领域,正日益受到各国的高度重视。随着高速铁路、风电、航空航天等高新领域不断发展,对钨板材的要求越来越高。由于钨熔点高、硬度大,钨板坯主要由粉末冶金工艺加工而成,内部存在孔隙,在轧制过程中容易发生钨板分层、开裂等问题。因此,研究如何优化轧制加工工艺,控制断裂的发生,对钨工业的发展具有重要意义。本文主要运用DEFORM软件采用数值模拟方法分析不同工艺参数对轧制工艺质量的影响。综合烧结钨轧制的加工状态、模型精确性等因素,采用Zerilli-Armstrong本构关系模型,并通过实验应力应变曲线计算得到各参数值,建立了数值模拟的材料本构模型,进而建立合理的数值模拟几何模型并确定了典型工艺参数。从形状尺寸、应力和应变场、损伤分布等方面分析缺陷容易出现的部位,得出相应规律,确定优化工艺的途径。根据研究对象及其轧制工艺因素分析,确定了烧结钨板典型的轧制工艺并对其成形过程进行了数值模拟,结果表明：损伤严重区域主要分布在坯料侧面边缘处,且厚度方向中心处较高；轧件内较大等效应力的区域主要集中在轧件上下表面部位,随着各道次压下量的累积增加,轧件内各处的等效应变值显著增大,大应变区域也增大；坯料侧面边缘靠近中心处密度较低,此处易发生裂纹。为分析确定烧结钨板裂纹等质量问题产生的内在原因,对轧制开坯后的钨板进行金相观察,获得了不同位置处在厚度方向的微观组织。分析了钨板轧制时的三种主要断裂形式—分层断裂、边裂角裂和表面裂纹产生的机制,并基于Normalized Cockcroft&Latham损伤模型利用数值模拟方法从最大主应力、等效应变、损伤值等方面来分析其断裂的趋势,并预测断裂的发生。分析结果表明：减小板坯中心处最大主应力,可控制分层开裂的发生；减小表面与内部的等效应变差,可增大整体变形的均匀性,减小横向裂纹和内部细小裂纹的发生。从开坯温度、道次温降、道次压下率、轧辊直径、轧制速度、摩擦条件、板厚差等方面研究不同工艺参数对烧结钨板轧制质量的影响,数值分析结果表明：五道次轧制较为理想的道次温降为100℃,50℃,50℃,100℃,各道次轧制温度为1550℃,1450℃,1400℃,1350℃,1250℃；随道次压下率的增大,等效应力分布更均匀,等效应变增大,其中表面处等效应变最大；对于开坯阶段不同的压下量,可以选取不同辊径的轧辊,以减小开坯道次的损伤；随摩擦系数的增大,轧件各处等效应变值增大,表面与内部的等效应变差增大,最大主应力增大。根据上述轧制工艺因素对轧制质量的影响分析结果,提出交叉轧制工艺和凹面辊轧制两种提高轧制质量的方法。交叉轧制工艺损伤严重区域均布在坯料四周,相对单向轧制,平均损伤值显著减小,由损伤累积而产生韧性裂纹的倾向性小,板料各向异性小；轧制时中间道次采用凹面轧辊,等效应力分布更为均匀,等效应变值更大,形变更充分。数值模拟结果表明,本文提出的两种改进工艺能显著提高轧件质量,并据此提出理想的轧制工艺,形成烧结钨板轧制的改进方案,为实际生产提供指导。