42crmo无缝钢管

在金属塑性成型过程中，冷轧和热轧都属于较为复杂的工艺，尤其是对于双金属复合无缝钢管的轧制成型更加复杂。研究无缝钢管的轧制过程对提高成品管壁厚、直径精度和优化轧制工艺具有重要意义。本课题运用大型有限元分析软件ANSYS分别模拟单金属无缝钢管和双金属复合无缝钢管的轧制过程，包括稳定轧制阶段和钢管轧制脱模后两个阶段。模拟过程涉及几何非线性、材料非线性和接触非线性。模拟钢管的轧制成型过程，获得钢管在成型过程中不同位置的应力应变场和位移场。根据仿真结果绘出钢管的轴向应力、环向应力和径向应力分布，从应力分布状态说明钢管的减径量与成品管直径和壁厚精度之间的关系。同时，结合实际应用，对经冷轧成型无缝钢管的液压缸筒承载能力进行研究，分析冷轧钢管残余应力对缸筒承载能力的影响。研究结果表明：双金属复合无缝钢管的冷轧成型相比单金属无缝钢管更加复杂，二者的三向应力分布均与钢管减径量有密切关系。双金属复合钢管的直径精度稍低于单金属无缝钢管，较小的减径量有利于提高单金属无缝钢管的壁厚精度。轧制成型后双金属复合管外层碳钢钢管壁厚变化量相对较大而内层不锈钢钢管的壁厚变化量相对较小。将冷轧成型的无缝钢管用于液压缸筒，钢管内存在的残余应力会降低液压缸筒的承载能力。双金属复合无缝钢管热轧成型相比冷轧成型，直径和壁厚精度受到减径量的影响更大。在大量参数研究的基础上，总结了钢管不同位置的应力应变分布以及轧辊形状对成品钢管质量的影响规律，对改善轧制工艺和优化轧辊孔型设计具有一定的指导意义。