球閥零件復(fù)合軋環(huán)熱變形與組織性能演變作用機制研究.pdf

1、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(yīng)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(jìn)，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(jìn)行熱力模擬實驗：加熱保溫實驗、單道次熱壓縮實驗、雙

2、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(yīng)力模型、奧氏體晶粒尺寸長大模型、再結(jié)晶體積百分?jǐn)?shù)預(yù)測模型和再結(jié)晶晶粒尺寸預(yù)測模型。并通過二次開發(fā)，建立了在SIMUFACT平臺上可進(jìn)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(jìn)給速度和不同初始晶粒尺寸的球閥芯復(fù)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(fù)合軋環(huán)工藝實驗。通過對比環(huán)件的

3、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(yīng)變和溫度為指標(biāo)，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?jǐn)?shù)和組織形貌為指標(biāo)，分析了組織演變規(guī)律，以硬度為指標(biāo)，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(fù)合軋環(huán)工藝中變形-溫度-晶粒細(xì)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(yù)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