42crmo钢管

 无缝钢管是一种经济断面钢材，是国民经济建设和现代国防的重要原材料之一。大口径不锈钢无缝钢管主要应用于核电、石油裂化等能源工程部门，在这些领域中，由于对其装置要求的特殊性，对它们所用管件质量的要求也相当高。在实际生产大口径不锈钢无缝钢管的过程中发现，穿孔后的毛管表面经常出现横向裂纹缺陷，这不仅会降低产品质量，还严重影响生产效率。因此分析裂纹产生的原因对实际生产具有重要的指导意义。斜轧穿孔时管坯既有直线运动，又有旋转运动，其空间的几何学、力学和运动学的分析十分复杂。三维有限元技术可以较为准确的解决金属塑性变形中的实际问题。文章利用ABAQUS软件建立了桶形辊、锥形辊斜轧穿孔的三维热力耦合有限元模型，分析了桶形辊穿孔时的等效应力、等效应变、应变速率、温度、附加应变等参数的变化规律，并将其结果与锥形辊穿孔进行了对比分析，得到了不同辊形下穿孔时毛管所受应力、应变的区别，从工艺的角度找到了裂纹产生的原因。通过热拉伸实验的方法，得到了TP321材料在不同的温度和应变速率下的应力应变曲线，并通过求断面收缩率得到了TP321塑性随温度和应变速率变化的规律，得出该材料适宜加工的温度范围，从而为实际生产中管坯穿孔温度和穿孔速度的选择提供了参考。对不同缺口半径的试样进行了热拉伸实验，结合实验结果与数值模拟结果对临界空穴扩张比准则在高温变形条件下的适用性进行了验证，得到了临界空穴扩张比随温度和应变速率变化的规律，并指出临界空穴扩张比是材料塑性水平的一个参数；综合考虑了影响塑性变形的温度、应变速率、应变、应力状态四个因素，为高温条件下金属塑性成形裂纹的预测提供了一种新的理论与方法，并通过对穿孔裂纹缺陷的预测，验证了该理论的合理性。