基于有限元(FEM)模擬的P91大口徑厚壁無縫鋼管的熱擠壓工藝研究.pdf

1、P91厚壁無縫管性能優(yōu)異，有良好的熱強性、強耐腐蝕性和低熱膨脹性，被廣泛用于各類耐高溫鍋爐管中，但P91材料合金含量較高，加工成型困難，經(jīng)過多年的引進發(fā)展目前國內(nèi)只有少數(shù)幾家可以生產(chǎn)成品P91無縫鋼管，由于成品率不高，工藝改進進展緩慢，造成國產(chǎn)P91無縫鋼管成本過高，在與國外同類產(chǎn)品的競爭中處于劣勢，國內(nèi)消耗長期依賴進口。
　　2009年后，伴隨著一系列重型擠壓裝備的研制成功，采用熱擠壓法生產(chǎn)高質(zhì)量P91厚壁管走入人們視野。本文以

2、計算機模擬技術(shù)為依托，利用有限元軟件DEFORM來模擬分析P91厚壁管的穿孔制坯過程和熱擠壓成型過程，采用熱力耦合方法分析了穿孔過程中金屬的流動規(guī)律，速度場、溫度場、等效應(yīng)力場等。
　　在對熱擠壓過程的分析中，通過與相關(guān)文獻的實測數(shù)據(jù)做對比，驗證了模型的可靠性，隨后重點分析了P91厚壁無縫鋼管在熱擠壓過程中的各種場量，包括模具的溫度場、表面磨損情況等，揭示了P91厚壁管在熱擠壓成型過程中的變形規(guī)律。
　　分別對不同的溫度﹑擠

3、壓速率及型腔曲線下的擠壓力情況做對比分析，在坯料1250℃﹑100mm/s的參數(shù)條件下最大擠壓力達到了199MN，當溫度下降50℃，擠壓力增幅可達20％左右；針對不同擠壓比作對比研究，在擠壓比為5的時候最大擠壓力為102MN，對應(yīng)同參數(shù)下擠壓比為9時最大擠壓力262MN，增幅達156.9%；不同的型腔曲線對擠壓力影響較?。ㄎ闹袃衫鄬Σ钪翟?%以內(nèi)），但對坯料的應(yīng)力狀態(tài)有影響較大；在坯料存在偏心20mm狀況下，即坯料內(nèi)外圓心相互偏離20