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304L不銹鋼環(huán)件的成形過(guò)程與結(jié)果[ 04-07 09:05 ]

根據(jù)模擬結(jié)果，在制定實(shí)際工藝中重點(diǎn)考慮的就是鍛造溫度和變形量(通過(guò)鍛比來(lái)衡量)，盡量避免毛坯處于終端溫度之下，制定出實(shí)際的鍛棒工藝。客戶需求的304L不銹鋼環(huán)件的產(chǎn)品規(guī)格為①1400X①1157×304(力H高件)，如圖3-6所示。根據(jù)體積不變?cè)瓌t，考慮到熱損耗、后續(xù)熱處理、機(jī)加工余量等因素，選取鋼錠，切出冒頭和錠尾后選取尺寸約①630X700 n'un，料重約1700Kg。

鍛棒過(guò)程中的溫度分布[ 04-07 08:05 ]

圖3．4中所示為鍛棒過(guò)程中毛坯的溫度分布場(chǎng)，圖中將毛坯沿對(duì)稱軸進(jìn)行了剖切能夠反應(yīng)毛坯內(nèi)部的溫度變化。從圖(b)可以看出經(jīng)過(guò)第一次拔長(zhǎng)后毛坯的內(nèi)部溫度反而上升了，由初始的l100℃變成了1140℃，由于拔長(zhǎng)過(guò)程為大變形過(guò)程，金屬發(fā)生較大的塑性變形，產(chǎn)生熱量，這些熱量來(lái)不及散去導(dǎo)致毛坯內(nèi)部溫度升高，毛坯溫度升高有利于鍛造，但是溫度升高會(huì)使得毛坯內(nèi)部的晶粒長(zhǎng)大，影響最終的鍛件質(zhì)量；毛坯側(cè)表面的溫度較低，大致在終鍛溫度850℃附近，這是由于拔長(zhǎng)過(guò)程中毛坯的側(cè)表面與平砧相接觸，表層溫度傳導(dǎo)向平砧，導(dǎo)致溫度降低較快，這時(shí)表層溫

鍛棒過(guò)程等效應(yīng)變分布[ 04-06 10:16 ]

圖3．2所示為鍛棒過(guò)程中等效應(yīng)變分布場(chǎng)。圖(a)可以看出，圓柱體坯料鍛成大方形截面毛坯時(shí)，毛坯內(nèi)部軸線先發(fā)生塑性變形，翻轉(zhuǎn)過(guò)程中外側(cè)表面中心區(qū)域也逐漸開(kāi)始發(fā)生塑性變形，拔長(zhǎng)的過(guò)程可以看成是局部的鐓粗成形，先發(fā)生塑性變形的地方出現(xiàn)在變形量較大的中心區(qū)域；繼續(xù)將大方形截面的毛坯鍛成小方形截面的毛坯過(guò)程中，由于反復(fù)翻轉(zhuǎn)鍛造，使得變形量增大，變形區(qū)域擴(kuò)大(圖Co))I繼續(xù)倒棱滾圓完成第一次拔長(zhǎng)后，打方過(guò)程中變形較小的棱角發(fā)生了一定的塑性變形，從而整個(gè)毛坯都發(fā)生了塑性變形(圖(c))：繼續(xù)進(jìn)行第一步鐓粗和第二次拔長(zhǎng)工藝，進(jìn)一

304L不銹鋼鍛棒成形工藝模擬過(guò)程[ 04-06 10:11 ]

圖3．1為鍛棒工藝流程圖，其工藝流程為拔長(zhǎng)．鐓粗．拔長(zhǎng)，模擬過(guò)程中根據(jù)坯料的表面的溫度確定是否進(jìn)行二次加熱，防止坯料溫度低于終鍛溫度。拔長(zhǎng)采用的方式上下平砧的方式拔長(zhǎng)，具體步驟：平砧將圓坯料鍛成大截面的方形毛坯，繼續(xù)用平砧將大截面的方形坯料鍛成小截面的方形毛坯，最后用平砧將小截面的方形毛坯倒棱滾圓成圓毛坯。圖中工序l一3為第一次拔長(zhǎng)過(guò)程中將中630X700 mm的圓坯料，鍛成截面尺寸為540 X 480mm的方形毛坯，工序4-6繼續(xù)將上述方形毛坯鍛成截面尺寸為450X430mm的方形毛坯，工序7為經(jīng)過(guò)倒棱滾圓后的毛

304L不銹鋼鍛棒成形工藝方案的設(shè)計(jì)[ 04-06 10:02 ]

改進(jìn)前的工藝方案：下料一加熱鑄錠一壓機(jī)鐓粗、沖孔制坯一環(huán)件徑軸向軋制一再加熱、熱處理一機(jī)加工一檢測(cè)。產(chǎn)品缺陷：主要是環(huán)件出現(xiàn)粗晶現(xiàn)象，取樣進(jìn)行理化性能檢測(cè)，即：抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率、沖擊功、硬度，未能達(dá)到廠家要求的理化性能指標(biāo)。分析原因：(1)采購(gòu)鋼錠時(shí)，考慮到成本問(wèn)題，未能嚴(yán)格控制鋼錠的化學(xué)元素含量，選用價(jià)格較為低廉的鋼錠，導(dǎo)致環(huán)件出現(xiàn)粗晶問(wèn)題；(2)企業(yè)以前沒(méi)有相關(guān)不銹鋼環(huán)件軋制的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)不銹鋼性能和鍛造工藝了解不夠充分，簡(jiǎn)單套用普通碳鋼環(huán)件的生成工藝，導(dǎo)致環(huán)件出現(xiàn)粗晶問(wèn)題；(3)最主要的原因是工藝制定不

304L不銹鋼鍛造過(guò)程中的特點(diǎn)[ 04-04 10:05 ]

奧氏體不銹鋼鍛造過(guò)程中特點(diǎn)：(1)再結(jié)晶溫度高、速度慢、變形抗力大。因?yàn)閵W氏體不銹鋼內(nèi)含有大量的Cr、Ni等合金元素。(2)鍛造溫度范圍窄，不宜過(guò)高，也不宜過(guò)低。因?yàn)槭煎憸囟冗^(guò)高時(shí)，Y區(qū)進(jìn)入到了U+Y區(qū)，使得Q鐵素體量增多，高溫狀態(tài)下的塑性明顯降低，同時(shí)存在晶粒粗化的趨勢(shì)；鍛造溫度過(guò)低時(shí)，沿晶界析出Cr含量較高的金屬間化合物Q相，也導(dǎo)致塑性下降。鍛造過(guò)程中必須保證始鍛溫度不高于1150℃，終鍛溫度不低于850℃。(3)鍛件容易發(fā)生開(kāi)裂。實(shí)際鍛造過(guò)程中嚴(yán)格控制鍛造溫度和變形程度，盡量不采用拉應(yīng)力較大的變形方式。(4)

304L不銹鋼鍛棒成形工藝的研究[ 04-04 09:05 ]

核能、風(fēng)能、太陽(yáng)能是目前最為清潔的能源，作為可再生的重要能源，主要特點(diǎn)為穩(wěn)定性高、污染小，這對(duì)于緩解能源危機(jī)和改善環(huán)境有著相當(dāng)重要的作用。隨著能源工業(yè)的發(fā)展，世界各國(guó)越來(lái)越重視核能、風(fēng)能、太陽(yáng)能三大清潔能源的開(kāi)發(fā)與運(yùn)用，尤其是中國(guó)近些年來(lái)開(kāi)始發(fā)展核電行業(yè)，給國(guó)家?guī)?lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。以前核電設(shè)備的一些大型零部件多采用拼焊的方式設(shè)計(jì)而成，近些年來(lái)，隨著成形技術(shù)和產(chǎn)品性能的要求，尤其是鋼錠的冶煉、鍛造工藝和后續(xù)零部件的熱處理工藝技術(shù)的顯著提高，這些大型零部件多采用鍛造而成。然而對(duì)于一些大型關(guān)鍵零部件來(lái)說(shuō)，主要依賴

成形載荷[ 04-04 08:05 ]

成形載荷是選取壓力機(jī)噸位以及制定工藝流程重要的技術(shù)參數(shù)。圖2．25所示為H／D每2．5的坯料進(jìn)行兩步法鐓粗成形工藝過(guò)程中軸向鍛造載荷與上砧行程的曲線。從圖中可以看出兩步法鐓粗成形工藝可劃分為三個(gè)階段。首先是，錐形砧作用于坯料，使得上下難變形區(qū)的金屬開(kāi)始發(fā)生塑性流動(dòng)，隨著壓下量的增加，上砧的載荷逐漸增大，當(dāng)端面的坯料完全貼模時(shí)，載荷達(dá)到此階段載荷達(dá)到最大值；其次是，更換為平砧后，隨著壓下量的增加，端面處的坯料流動(dòng)加快，逐漸開(kāi)始與平砧接觸，直至完全貼模，載荷緩慢增加；最后是，貼模后隨著壓下量的增加，內(nèi)部大變形區(qū)區(qū)域逐漸

兩種工藝的應(yīng)力比較[ 04-03 10:05 ]

圖2．23所示為H／D-2．5的坯料進(jìn)行兩步法鐓粗成形工藝與平砧鐓粗成形工藝時(shí)，坯料內(nèi)部中點(diǎn)的徑向應(yīng)力、切向應(yīng)力與壓下量的關(guān)系。由圖可以看出，采用平砧鐓粗工藝時(shí)，在壓下量40％之前，坯料內(nèi)部中心點(diǎn)的應(yīng)力值隨著壓下量的增加而增大，切向應(yīng)力、徑向應(yīng)力均為拉應(yīng)力，坯料墩粗過(guò)程中，軸向應(yīng)力為壓應(yīng)力，在此之前，內(nèi)部中點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)為兩向拉應(yīng)力一向壓應(yīng)力狀態(tài)，拉應(yīng)力的存在可能會(huì)誘發(fā)鑄錠內(nèi)部原有的孔洞變成裂紋，嚴(yán)重影響毛坯的內(nèi)部質(zhì)量；在壓下量40％之后，毛坯內(nèi)部中點(diǎn)的徑向應(yīng)力與切向應(yīng)力隨著壓下量的增加而急劇增加，此時(shí)切向應(yīng)力、徑向

坯料兩步鐓粗成形的應(yīng)力場(chǎng)分析[ 04-03 09:05 ]

過(guò)程l為起始狀態(tài)，過(guò)程2為第一步鐓粗過(guò)程中的狀態(tài)，過(guò)程3為第一步鐓粗完成后貼模的狀態(tài)，過(guò)程4為第二步鐓粗過(guò)程中平砧與毛坯完全貼模的狀態(tài)，過(guò)程5為第二步鐓粗完成時(shí)的狀態(tài)。圖中的數(shù)值為正表示拉應(yīng)力，數(shù)值為負(fù)表示壓應(yīng)力。圖2．2l所示為H／D-2．5的坯料在兩次鐓粗成形工藝過(guò)程中，不同L值時(shí)鐓粗后毛坯內(nèi)部中點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)。由于坯料為軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，故內(nèi)部中點(diǎn)的徑向應(yīng)力與切向應(yīng)力相同。從圖中可以看出，在相同L值的情況下，狀態(tài)l到狀態(tài)3過(guò)程中，毛坯內(nèi)部應(yīng)力值逐漸增大，完全貼模時(shí)達(dá)到最大值，此時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)為三向壓應(yīng)力，狀態(tài)3至狀態(tài)4

金屬流動(dòng)速度場(chǎng)[ 04-03 08:05 ]

圖2．20中列出的是L=Omm，圓錐形砧砧角為2l。時(shí)，即變形最均勻時(shí)，H／D=2．5坯料采用兩步法鐓粗成形工藝過(guò)程中毛坯的成形速度場(chǎng)分布。鐓粗過(guò)程中，上砧作為主動(dòng)模具，下砧固定不動(dòng)，坯料上端面為主動(dòng)變形區(qū)，下端面為被動(dòng)變形區(qū)，因此從圖中可以看出上端坯料的流動(dòng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于下端坯料的流動(dòng)速度。(a)．(b)圖中坯料在上砧作用下，同時(shí)向毛坯內(nèi)部和側(cè)表面流動(dòng)，側(cè)表面金屬流動(dòng)相對(duì)于中心處容易，使得毛坯出現(xiàn)凹坑；(c)．(d)圖中更換平砧后，毛坯上下端面的金屬流動(dòng)再一次開(kāi)始貼模，未完全貼模時(shí)，毛坯向中心流動(dòng)更快，完全貼模后，

等效應(yīng)變分布[ 04-02 10:05 ]

圖2．19中列出的是L-=13mm，圓錐形砧錐角為2l°時(shí)，即變形最均勻時(shí)，H／D-2．5坯料采用兩步法鐓粗成形工藝過(guò)程中毛坯的等效應(yīng)變場(chǎng)分布(a)圖所示圓錐形砧開(kāi)始作用于坯料的上、下端面，坯料上、下端面處的金屬逐漸開(kāi)始貼模，此時(shí)坯料的上、下端面難變形區(qū)處的金屬開(kāi)始發(fā)生塑性變形，其他區(qū)域的坯料基本上不發(fā)生變形；(b)圖所示坯料流動(dòng)至完全貼模狀態(tài)時(shí)，坯料上下端面處的塑性變形區(qū)逐漸增大，此時(shí)坯料的大變形區(qū)和小變形區(qū)的金屬發(fā)生較小的變形；(c)圖所示更換為平砧后，在平砧的作用下，坯料端面未發(fā)生變形的金屬也開(kāi)始發(fā)生

兩種工藝結(jié)果對(duì)比[ 04-02 09:05 ]

表2-4所示采用兩步法鐓粗成形工藝與平砧鐓粗工藝，變形均勻性與外形尺寸的比較。從表24中可以看出，不管高徑比的大小，采用兩步法鐓粗成形工藝使得坯料變形更加充分，變形也更加均勻，外形尺寸更好。

錐形結(jié)構(gòu)砧參數(shù)對(duì)鼓形系數(shù)的影響[ 04-02 08:05 ]

圖2-17中顯示的是L值對(duì)鐓粗后毛坯的鼓形系數(shù)的影響。從圖中可以看出，對(duì)于同一L值時(shí)，隨著錐形結(jié)構(gòu)砧的錐角增大，鐓粗后毛坯的鼓形系數(shù)會(huì)在某一錐角處出現(xiàn)一個(gè)小值，錐角繼續(xù)增大，鼓形系數(shù)將減小；當(dāng)L值減小時(shí)，鐓粗后毛坯的鼓形系數(shù)逐漸減小。這是由于在同一L值時(shí)，錐形結(jié)構(gòu)砧的錐角較小時(shí)，對(duì)坯料上下端面作用后，第一步鐓粗后貼模程度較小，毛坯的凹坑較小，在第二步鐓粗過(guò)程中，凹坑消除后進(jìn)行向外流動(dòng)，產(chǎn)生了鼓度；當(dāng)錐角合理時(shí)，第二步鐓粗完成后凹坑正好消失；當(dāng)錐角較大時(shí)，第一步鐓粗后貼模程度較大，最大半徑尺寸出現(xiàn)在上、下端面的側(cè)表面

坯料高徑比對(duì)成形載荷的影響[ 04-01 10:05 ]

圖2．10中所示為不同高徑比坯料采用平砧鐓粗工藝所需的最大成形載荷。從圖中明顯可以看到，隨著坯料高徑比的減小，坯料完成鐓粗工藝后所需的最大成形載荷增大。高徑比的減小，坯料的截面面積增大，坯料端面和平砧接觸的面積增大，使得最大成形載荷增大。對(duì)于大型坯料的制坯工藝來(lái)說(shuō)，所需的壓力機(jī)噸位較大，因此壓力機(jī)噸位對(duì)于制定工藝有著決定性的作用，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中可以根據(jù)壓力機(jī)的噸位選擇合適的高徑比坯料。由上我們發(fā)現(xiàn)，高徑比的減小，鐓粗后毛坯的鼓形減小，但是毛坯的變形量減小，同時(shí)鐓粗時(shí)所需的成形載荷增大，所以實(shí)際生產(chǎn)中根據(jù)情況選擇合適

坯料高徑比對(duì)成形結(jié)果的影響[ 04-01 09:05 ]

圖2-7所示為不同高徑比的坯料采用平砧鐓粗工藝后毛坯的等效應(yīng)變分布場(chǎng)圖。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，平砧鐓粗后的毛坯變形極不均勻，鐓粗后的毛坯明顯存在三大變形區(qū)，毛坯上、下端面與平砧接觸存在較大的摩擦阻力，受其阻礙作用，金屬塑性變形較小，為難變形區(qū)，難變形區(qū)類似一個(gè)“半球體"，這個(gè)區(qū)域中金屬隨著離端面中心區(qū)域的距離增加，變形增大。坯料內(nèi)部的區(qū)域?yàn)榇笞冃螀^(qū)，整體發(fā)生了較大的塑性變形，從圖中可以發(fā)現(xiàn)，最大等效應(yīng)變值出現(xiàn)在坯料端面外緣處，因?yàn)殓叴诌^(guò)程中上、下端面受到摩擦的作用，此區(qū)域的金屬流動(dòng)較慢，端面?zhèn)缺砻嫣?/dd>

外形尺寸的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[ 04-01 08:05 ]

鐓粗后毛坯的外形尺寸對(duì)于后續(xù)環(huán)件軋制的裝配、金屬流動(dòng)等有著重要的影響，合理的毛坯外形尺寸是軋制進(jìn)行的前提。制坯的鐓粗過(guò)程中由于上、下砧與坯料端部接觸產(chǎn)生摩擦，以及坯料各部位溫度分布不一樣，使得坯料在側(cè)表面產(chǎn)生周向附加拉應(yīng)力，從而產(chǎn)生鼓形，如果鼓形系數(shù)過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致毛坯開(kāi)裂報(bào)廢，因此本文通過(guò)鼓形系數(shù)來(lái)有效的衡量毛坯的外形尺寸。其中鼓形系數(shù)Q(圖2-6)的表達(dá)式如下：

變形均勻性的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[ 03-31 10:05 ]

鐓粗后毛坯的應(yīng)變分布的均勻程度對(duì)后續(xù)的環(huán)件軋制有著重要影響，因此本文通過(guò)鐓粗后毛坯的等效應(yīng)變平均值avemge(A)和標(biāo)準(zhǔn)偏差stdevp(δ)來(lái)有效的衡量變形不均勻性。其中等效應(yīng)變平均值和等效應(yīng)變標(biāo)準(zhǔn)偏差定義分別如下：

大型鍛件鐓粗的摩擦條件[ 03-31 09:05 ]

在金屬塑性成形過(guò)程中，摩擦阻力存在于變形體與模具接觸表面，阻礙材料的流動(dòng)，其值大小與接觸表面處的力學(xué)條件、摩擦表面狀態(tài)等有關(guān)，因而摩擦邊界條件是金屬塑性變形過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。采用有效的手段處理好摩擦邊界條件、選擇合理的摩擦模型對(duì)于有限元模擬結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)備性有著重要的影響。由于大型環(huán)件制坯工藝中，坯料的塑性變形較大，因此，在數(shù)值模擬中用常剪切摩擦模型來(lái)表述坯料與砧子問(wèn)的摩擦條件，其表達(dá)式如下所示：

大型鑄錠鐓粗工藝主要思路[ 03-31 08:05 ]

兩步法鐓粗成形工藝是第一步采用上、下對(duì)稱的錐形結(jié)構(gòu)砧進(jìn)行首次鐓粗至毛坯貼模狀態(tài)，第二步更換為上、下平砧完成坯料的鐓粗工藝，其工藝思路圖如圖2．1所示。兩步法鐓粗成形工藝過(guò)程中采用的錐形結(jié)構(gòu)砧如圖2．2所示。具體工藝步驟為：先將上、下錐形結(jié)構(gòu)砧定位，確保上、下錐形結(jié)構(gòu)砧中心線重合；將加熱的高溫坯料定位于下錐形結(jié)構(gòu)砧上，調(diào)整位置確保坯料中心線與上、下錐形結(jié)構(gòu)砧中心線重合；調(diào)整完畢后，液壓機(jī)帶動(dòng)上錐形結(jié)構(gòu)砧下移緩慢作用于鑄錠，使得上、下端面處的金屬逐漸貼模，貼模后更換為上、下平砧完成鐓粗過(guò)程。三步法鐓粗成形工藝是先采用上