金属学报  2004, Vol. 40 Issue (7): 779-784

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具有复合组织的不锈钢管周期轧制过程的数值模拟

林 刚 杨院生 郭大勇 花福安 周 全

中国科学院金属研究所; 沈阳 110016

NUMERICAL SIMULATION OF COLD PILGERING OF STAINLESS STEEL TUBES WITH COMPOSITE STRUCTURE

LIN Gang; YANG Yuansheng; GUO Dayong; HUA Fuan; ZHOU Quan

Institute of Metal Research; The Chinese Academy of Sciences; Shenyang 110016

林刚; 杨院生; 郭大勇; 花福安; 周全 . 具有复合组织的不锈钢管周期轧制过程的数值模拟[J]. 金属学报, 2004, 40(7): 779-784 .
, , , , . NUMERICAL SIMULATION OF COLD PILGERING OF STAINLESS STEEL TUBES WITH COMPOSITE STRUCTURE[J]. Acta Metall Sin, 2004, 40(7): 779-784 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(342 KB)   摘要: 应用ANSYS软件对具有复合组织的电磁离心铸造Cr18Ni9Ti不锈钢管的周期轧制过程进行了三维有限元数值模拟．模拟结果表明, 管坯轴向塑性越好, 在轧制过程中产生的剪切应力和剪切应变越小, 管坯变形能力越强．降低工具与管坯摩擦系数, 可以减小 $\sigma_{\rm rz}$和$\varepsilon_{\rm rz}$, 减小管坯外层柱状晶区与内层等轴晶区之间$\sigma_{\rm rz}$的不连续性, 提高管坯的变形能力和成形管材的质量．在电磁离心凝固时适当地加大励磁电流以增加铸管中等轴晶区比例, 不但可以提高铸管的力学性能, 还可以减小管坯在轧制过程中所产生的$\sigma_{\rm rz}$和$\varepsilon_{\rm rz}$, 进而使其轧制变形能力增强, 其成形管材质量也得到改善．通过轧制实验验证, 模拟结果与实验结果吻合良好. 关键词 ： 不锈钢,  复合组织,  周期轧制     Abstract：A 3D finite element method is used to the simulation of cold pilgering process of 1Cr18Ni9Ti stainless steel tubes by using ANSYS software, which are cast by electromagnetic centrifugal casting (EMCC) and of the characteristic of composite structure. Simulation results show that during cold pilgering the better the axial plasticity of tubes, the smaller the shear stress $\sigma_{\rm rz}$ and the shear strain $\varepsilon_{\rm rz}$, as well as the better the property of rolling deformation. Along with the decrease of the Coulomb friction coefficient not only the $\sigma_{\rm rz}$ and the $\varepsilon_{\rm rz}$ are decreased, but also the discontinuity of $\sigma_{\rm rz}$ between outer columnar and inner equiaxied zone is decreased. Moreover, the property of rolling deformation and the quality of tubes are improved. With the increase of exciting currents, which enlarges equiaxed zone, not only the mechanical property of the tubes is improved, but also the $\sigma_{\rm rz}$ and the $\varepsilon_{\rm rz}$ are decreased. Moreover, the property of rolling deformation and the quality of tubes are also improved. The simulation results agree well with the experiment. Key words： stainless steel    anisotropy    cold pilgering 收稿日期: 2003-09-17      ZTFLH:  TG335.7   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 林刚 杨院生 郭大勇 花福安 周全 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2004/V40/I7/779 [1] Yang Y S, Liu Q M, Jiao Y N, Ge Y L, Hu Z Q, Gao Y Y, Jia G L, Zhang G Z. ISIJ Int, 1995; 35(4) : 389 [2] Wu X Q, Yang Y S, Hui X D, Hu Z Q. Scandinavian J Metall, 1999; 28: 59 [3] Yang Y S, Hu Z Q. Z Metallkd, 2001; 91(4) : 280 [4] Guo M H, Yang Y S, Hua F A, Guo D Y, He Y L, Hu Z Q. J Mater Eng, 2002; 232(9) : 7(郭明虎,杨院生,花福安,郭大勇,贺幼良,胡壮麒.材料工程,2002;232(9) :7) [5] Yang Y S, Zhe W X, Hu Z Q. Proceedings of PRICM4,2001; 349 [6] Lin G, Yang Y S, Hua F A, Guo D Y, Hu Z Q. Ada MetallSin, 2003; 39: 1232(林刚,杨院生,花福安,郭大勇,胡壮麒.金属学报,2003;39:1232) [7] Mulot S, Hacquin A, Montmitonnet P, Aubin J L. J MaterProc Technol, 1996; 60: 505 [8] Montmitonnet P, Loge R, Hamery M, Chastel Y, DoudouxJ L, Aubin J L. J Mater Proc Technol, 2002; 125-126: 814 [9] Su D. The Mechanical Property of Metal. Beijing: ChinaMachine Press, 1987: 74(束德林.金属力学性能.北京:机械工业出版社, 1987:74) [10] Hill R A. Proc R Soc London, Ser. 1948; B193: 281 [11] Girard E, Guillen R, Weisbecker P, Francois M. J NuclearMater, 2001(294) : 330 [12] Cockctoft M G, Latham D J. A Simple Criterion of Ftac-ture for Ductile Metals. National Engineering Laboratory.Report Number 240, 1966 [13] Cockctoft M G, Latham D J. J Inst Metals, 1968; 96: 33 [1] 王滨, 牛梦超, 王威, 姜涛, 栾军华, 杨柯. 含Cu马氏体时效不锈钢的组织与强韧性[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 636-646. [2] 侯娟, 代斌斌, 闵师领, 刘慧, 蒋梦蕾, 杨帆. 尺寸设计对选区激光熔化304L不锈钢显微组织与性能的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(5): 623-635. [3] 吴欣强, 戎利建, 谭季波, 陈胜虎, 胡小锋, 张洋鹏, 张兹瑜. 耐Pb-Bi腐蚀Si增强型铁素体/马氏体钢和奥氏体不锈钢的研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(4): 502-512. [4] 韩恩厚, 王俭秋. 表面状态对核电关键材料腐蚀和应力腐蚀的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(4): 513-522. [5] 常立涛. 压水堆主回路高温水中奥氏体不锈钢加工表面的腐蚀与应力腐蚀裂纹萌生：研究进展及展望[J]. 金属学报, 2023, 59(2): 191-204. [6] 温冬辉, 姜贝贝, 王清, 李相伟, 张鹏, 张书彦. MoNb改性FeCrAl不锈钢高温组织演变和力学性能[J]. 金属学报, 2022, 58(7): 883-894. [7] 郑椿, 刘嘉斌, 江来珠, 杨成, 姜美雪. 拉伸变形对高氮奥氏体不锈钢显微组织和耐腐蚀性能的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(2): 193-205. [8] 原家华, 张秋红, 王金亮, 王灵禺, 王晨充, 徐伟. 磁场与晶粒尺寸协同作用对马氏体形核及变体选择的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(12): 1570-1580. [9] 骆文泽, 胡龙, 邓德安. SUS316不锈钢马鞍形管-管接头的残余应力数值模拟及高效计算方法开发[J]. 金属学报, 2022, 58(10): 1334-1348. [10] 曹超, 蒋成洋, 鲁金涛, 陈明辉, 耿树江, 王福会. 不同Cr含量的奥氏体不锈钢在700℃煤灰/高硫烟气环境中的腐蚀行为[J]. 金属学报, 2022, 58(1): 67-74. [11] 潘庆松, 崔方, 陶乃镕, 卢磊. 纳米孪晶强化304奥氏体不锈钢的应变控制疲劳行为[J]. 金属学报, 2022, 58(1): 45-53. [12] 安旭东, 朱特, 王茜茜, 宋亚敏, 刘进洋, 张鹏, 张钊宽, 万明攀, 曹兴忠. 奥氏体316不锈钢中位错与氢的相互作用机理[J]. 金属学报, 2021, 57(7): 913-920. [13] 陈果, 王新波, 张仁晓, 马成悦, 杨海峰, 周利, 赵运强. 搅拌头转速对2507双相不锈钢搅拌摩擦加工组织及性能的影响[J]. 金属学报, 2021, 57(6): 725-735. [14] 黄一川, 王清, 张爽, 董闯, 吴爱民, 林国强. 用于燃料电池双极板的不锈钢成分优化[J]. 金属学报, 2021, 57(5): 651-664. [15] 王金亮, 王晨充, 黄明浩, 胡军, 徐伟. 低应变预变形对变温马氏体相变行为的影响规律及作用机制[J]. 金属学报, 2021, 57(5): 575-585. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed