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    2. 304不銹鋼無縫管軋制變形過程研究

      一個世紀以來,許多學者已經對304不銹鋼無縫管軋制過程的三個主要變形階段:穿孔、連軋和定(減)徑進行了大量的研究,并取得了一定的成果。

      管坯穿孔是熱軋304不銹鋼無縫管生產工藝流程中的第一道變形工序,也是最重要的變形工序。從1885年曼內斯曼兄弟發明斜軋穿孔工藝算起,斜軋穿孔工藝已經經過了一百多年的發展。一百多年來,相關人員對其進行了大量的研究,先后經歷了理論研究、實驗模擬到有限元模擬幾個階段。隨著計算機和有限元技術應用的日益成熟,現在有限元分析法已經被廣泛用于斜軋穿孔過程的研究之中,和理論研究和實驗模擬相比,其精度較高。穿孔三維孔型軋制自身所特有的復雜性,用傳統的以表象為主的研究不可能徹底描述金屬的流動規律、流動場的分布,因此,開展三維有限元分析,在理論上克服了各種工程算法的多方面假設問題,在理論上較為準確地解決了問題。國內許多學者也通過有限元方法對穿孔過程進行了研究,分析了穿孔過程金屬流動的復雜現象,優化了穿孔工藝。

      PQF軋管機問世以來,一些學者也進行了一定的研究。德國的Peter Thieven使用剛塑性有限元計算方法,對在PQFMPM連軋管機上的軋制過程進行了比較。對高延伸率的軋件進行了測試,發現傳統的MPM連軋管機產生裂紋和縮徑軋制缺陷的原因是輥縫處存在較大的縱向拉應力,而PQF連軋管機由于變形均勻,一般不會出現裂紋和縮徑缺陷。國內一些學者針對PQF連軋過程進行了三維彈塑性大變形有限元分析,建立了相應的各種分析模型,模擬了變形過程與寬展、壁厚變化規律,提出了改善軋輥和芯棒磨損的方法。但是,用于工業生產的PQF連軋管機向世至今僅有十多年的時間,其技術正處在不斷發展和完善之中,還需要進一步探索和解決一系列問題。由于技術、工藝和裝備的創新性、先進性和復雜性,目前關于PQF軋管工藝的研究還不夠充分。

      和穿孔和連軋(溫度較高、變形較大,屬于鋼管的粗軋階段)相比,定徑和減徑溫度較低、變形較小,屬于鋼管的精軋階段。由于定徑工藝比較簡單,所以研究工作主要集中在減徑工藝上,尤其是張力減徑工藝。許志強、于輝、周偉鵬等開發了鋼管減徑過程三維剛塑性有限元程序,分析了鋼管減徑過程的變形規律。

      以上對鋼管軋制變形過程的研究,主要針對的是某一軋制工序,如穿孔、連軋或定(減)徑,沒有對鋼管整個軋制過程的全面研究,也沒有基于目前最先進的PQF工藝來研究鋼管的整個軋制變形過程,而且絕大多數研究也沒有考慮形變、相變的交互作用及其對微觀組織演變的影響。所以基于PQF工藝對304不銹鋼無縫管整個生產過程的軋制變形、冷卻相變和微觀組織演變規律進行全面、深入的研究顯得非常必要和重要。

      文章作者:不銹鋼管|304不銹鋼無縫管|316L不銹鋼厚壁管|不銹鋼小管|大口徑不銹鋼管|小口徑厚壁鋼管

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