无缝钢管冷轧成型过程的数值模拟

本文采用非线性有限元法对无缝钢管的冷轧成型过程进行了数值模拟,得到了钢管在整个冷轧过程包括稳定轧制和钢管冷轧脱模后各个位置的位移场和应力应变场.根据数值计算结果绘制了钢管的轴向、环向及径向应力分布,并根据应力分布特点解释了钢管在冷轧过程中,不同的减径量如何影响成品管直径和壁厚精度的机理.数值计算结果表明:不同减径量情况下,稳定轧制阶段减径量的大小对钢管内外壁径向应力影响较小;对于环向应力,减径量越大,钢管外壁环向拉应力越大,而内壁环向压应力则越来越小;轴向应力同样与减径量的大小成反比例关系.残余应力沿圆周方向有明显不同,较小的轴向拉应力和较大的径向拉应力有利于轧制后轴向变形,较小的减径量有利于接近理论壁厚,但冷轧脱模后钢管直径大于理论直径.研究成果对于无缝钢管冷轧成型工艺设计以和轧辊孔型设计具有参考价值.     

无缝钢管壁厚控制的核心技术HCCS

热轧无缝钢管壁厚精度是衡量钢管在轧制过程中管材质量好坏的重要指标之一,提高轧制管材的壁厚精度对提高经济效益具有重大意义。实际生产过程中,影响管材精度的因素虽然很多,但轧制辊缝的精确性和稳定性是最重要的因素。HCCS就是控制这一重要因素的核心技术。     

三辊微张力减径过程金属变形行为模拟与分析

采用ANSYS有限元分析软件，对无缝钢管三辊张力定径过程的金属变形行为进行模拟，较直观适时地反映该过程的金属变形状态，详细讨论该过程由咬入到稳定轧制的金属流动变化状态及方式。分析得到的应力应变分布结果能够较好地解释钢管定减径过程中出现的壁厚不均等现象，模拟结果与实际生产中钢管变形行为状态基本一致。     

厚规格钢板差厚轧制数值模拟与工艺研究

基于ABAQUS有限元软件,采用显式动力学算法对厚规格钢板三维常规轧制与差厚轧制热力耦合过程进行模拟仿真,获得差厚轧制变形区金属流动与应力、应变分布规律,研究常规轧制与差厚轧制在轧制过程中轧制力与轧制力矩的变化规律,分析差厚轧制对于轧制过程钢板咬入条件的改善.差厚轧制试验结果表明,制定合理的差厚轧制工艺,可以克服厚板坯轧制时的咬入限制,减小头部冲击造成的力矩峰值的影响,增加厚规格钢板心部变形的渗透,在一定程度上可以改善变形均匀性和组织均匀性.     

楔横轧多楔轧制高铁空心车轴壁厚均匀性

在空心轴楔横轧多楔轧制中,控制壁厚均匀性是衡量车轴成形质量的重要标准。本文先分析空心轴楔横轧多楔轧制的稳定轧制条件,得到了确定空心车轴楔横轧压扁失稳的准则。在此基础上,基于DEFORM-3D软件,建立楔横轧多楔同步轧制高铁空心车轴的三维刚塑性有限元模型,分析展宽角、成形角等工艺参数对壁厚均匀性的影响,获得了工艺参数影响轧制空心车轴壁厚变化的规律。结果表明：成形角越大,壁厚均匀性越好;展宽角越大,壁厚均匀性越好,但在展宽角大于10。时,壁厚均匀性反而下降。基于多楔轧制实验,轧制1：5缩比的空心车轴,测量了轧制力矩和轧制空心轴的壁厚,与仿真结果作比较,相对误差均在10%以内,验证了所建有限元模型的正确性。     

芯棒直径对楔横轧5Cr21Mn9Ni4 N空心气门壁厚均匀性的影响规律

楔横轧空心轴类件存在壁厚分布不均问题,特别是在小直径大长径比空心件楔横轧成形中更为突出.本文在Gleeble-1500D热模拟实验机上进行了5Cr21Mn9Ni4N耐热钢的热压缩实验,得到了5Cr21Mn9Ni4N的热变形本构方程.通过改变芯棒直径,采用有限元仿真和实验相结合的方法,研究了楔横轧轧制空心气门过程中的壁厚变化规律.研究结果表明,带芯棒轧制时,芯棒直径存在临界值,在该值下进行轧制,空心气门预制坯壁厚均匀性最优;楔横轧空心件时,金属轴向均匀流动是壁厚均匀的必要条件;轧件轴向拉应变减小,径向压应变变大,周向应变在0附近且为拉应变时,壁厚较为均匀.     

液压支架用无缝钢管轧制开裂原因分析

在轧制27SiMn液压支架用无缝钢管的过程中,管体出现局部开裂,对管体的化学成分进行了检验,利用金相显微镜和扫描电镜对其进行微观分析.分析结果表明,连铸坯中存在较多的非金属夹杂物,破坏了钢基体组织的连续性,在轧制过程中,该部位的金属受力不均产生显微裂纹.再加热过程的快速升温,增大钢管沿壁厚方向的温度梯度,外表面由于相变收缩而产生切向拉应力,显微裂纹进一步扩展从而导致局部开裂.对夹杂物做定性分析,找出其来源,并提出相应的技术改进措施.     

钢管轧制工艺的研究与应用

本文主要论述了我国无缝钢管轧制过程中设备的发展以及轧制的工艺流程,并对生产工序中出现的问题给予了总结与分析,以提高钢管的质量和生产水平.     

基于遗传神经网络的钢管壁厚预测模型的研究

为解决钢管热轧过程荒管壁厚难以计算的问题,首先利用遗传算法优化了BP神经网络,在这种遗传神经网络算法的基础上建立了钢管轧制前毛管温度、长度、外径、轧辊转速、芯棒直径五项工艺参数与钢管轧制后荒管壁厚之间的数学模型.经过测试,基于遗传神经网络的钢管壁厚预测模型的壁厚预测误差远小于常规壁厚公式的计算误差,为设计更合理的设置毛管参数提供了科学的依据,对钢管热轧工艺水平的提高的具有重要意义.     

我国某车间钢管冷轨机Хпт-32工作孔型分析

目前,高质量和高合金的薄壁钢管,已经广泛地用于飞机,汽车拖拉机制造,仪器制造,锅炉制造及其他尖端科学技术中,而生产这些钢管的方法除了我国已经广泛使用的冷拔以外,最先进和最有效的是冷轧。     

厚壁钢管在冷拔过程中出现横裂缺陷的原因分析

本文通过对冷拔过后在35钢钢管外表面所产生的横裂缺陷结合实际生产流程进行分析,研究了出现横裂的原因。结果表明:管坯在加热环节如果升温速度过快、保温时间不够便会导致穿轧后的厚壁管在壁厚方向上呈现晶粒度及组织的不一致,近而在冷拔过程中出现显微变形差异,聚集到一定程度便会释放形成横裂。     

Accu-Roll轧管机热轧奥氏体无缝钢管的数值模拟与工艺参数优化

根据钢管斜轧过程的变形特点,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对Accu-Roll轧管机热轧奥氏体无缝钢管的轧制过程进行有限元数值模拟.通过模拟仿真计算,分析无缝钢管截面的变形特点及轧制力和应力应变分布的变化规律,通过将模拟结果与实测数据进行比较,验证了模型的可靠性.模拟结果表明,在轧制过程中孔型形状不当易造成双鼓形,整个轧制过程中最大轧制应力为403.4 MPa,最大等效应力值为231.8 MPa.     

圆孔型张力减径管横向壁厚模拟

通过对某风管厂从德国引进的１５２．５ＢＲ圆孔型系统的主变形单机架轧制过程模拟,结果为：在圆周方向上管子的等效塑性应变分布不均匀,存在一定的附加变形单机架轧制在辊缝位置处的等效塑性应变最大;经减径后管子沿圆周方向的壁厚分布不均匀,在辊缝位置处的壁厚为最大值,经叠加后产生内六方趋势,实际生产轧制试验验证了有限元结果的正确性。     

不同送进量对皮尔格轧制成形的影响及验证

皮尔格冷轧无缝钢管过程中为了获得性能较好的成品需要选择合理的送进量数值,本文以冷轧304不锈钢为研究对象,借助有限元模拟软件对不同送进量下的皮尔格冷轧过程进行了完整的仿真,对比分析了送进量对金属流动速度、轧制力、等效应力、残余应力及管材回弹的影响规律.结果表明轧制过程中孔型背脊和与轧辊接触的孔型侧壁处管材金属流动速度随送进量增加而增加,轧制力、等效应力及残余应力均随送进量的增加而增大,并且送进量的增大还会显著增加管材的回弹量.借助试验轧机对不同送进量下皮尔格冷轧管进行轧制试验,对试验得到的管材进行尺寸和残余应力测量,测量结果与有限元仿真结果基本一致,为皮尔格轧制过程不同送进量的选择提供依据.     

热穿冷拔双相无缝钢管的研究

研制成功了热穿冷拔双相无缝钢管用07MnSi新钢种。该钢能适应一般钢管厂的现有条件生产小规格薄壁冷拔双相无缝钢管。采用此钢生产φ25mm×25mm无缝钢管,冷拔工艺简单,机械性能完全符合GB3087-82国标的要求。在流动态水中的耐蚀性优于传统的20~#钢     

挤压工艺生产高性能不锈钢管

采用热挤压和冷轧工艺生产HR3C无缝钢管,金属冷成型过程和成品性能均表明热挤压加冷轧工艺生产高合金难变形材料具有明显优势.热挤压加工变形时金属承受三向压应力,可以提高金属的综合性能;通过冷轧加工改善管材表面质量和尺寸精度,可以确保材料在特殊环境中使用安全性更高.     

冷拔中径无缝钢管生产企业的技术改造

采用热轧穿孔后毛管直接冷拔无缝钢管是一种极不合理的生产工艺。针对用这种工艺生产中径以上无缝钢管的企业,提出了在不改变原有设备和增设必要设备的基础上,以节能、降耗、减少污染等为出发点,将其改造为具有"冷热结合、普优结合"产品结构的中径无缝钢管生产企业。     

周期式冷轧管机的轧制轴向力

通过对周期式冷轧管机轧制过程中芯棒轴向力的测试与分析,认为芯棒轴向力与道次变形量在宏观变形区上的分配有关,其分布特点受轧制压力在宏观变形区上的分布和钢管不均匀变形程度的影响,其值是由瞬时作用力和累积作用力两项组成:Q_(px)=F_(px)+f_(x(q))。     

35CrMo钢超厚壁无缝钢管的轧制

用35CrMo钢的305 mm×305 mm精锻方坯经热定型成圆柱管坯并冲中心孔后,在Ф216 mm皮尔格周期轧管机组上热轧成Ф215 mm×72.5 mm(径壁比为2.97)超厚壁无缝管的工艺过程.在初步确定其热轧工艺流程和工艺参数后,用同尺寸规格的20钢坯料2批(每批12件)进行了2批次试验轧制,并分别测定及分析其壁厚偏心量和产生的原因后,注意管坯加热温度的均匀性、冲中心孔的质量、调整了设备、适当修正轧辊孔型和送入量等,最终轧制出符合该种尺寸规格要求的35CrMo钢超厚壁无缝钢管.最后,对轧出的此种超厚壁无缝钢管进行几何尺寸、横截面上不同半径处的金相组织、力学性能等检测与分析后,确认其质量达到了技术要求.     

钢管空拔时壁厚变化的研究

本文根据冈本丰彥引入平均形状变化系数u_m的三元轧制理论,推导出钢管空拔时壁厚变化的判据和计算式;并用现场生产的采样数据,建立了u_m的数学模型。该计算方法可用于钢管空拔道次较为精确的壁厚预报。