【摘 要】
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不锈钢产品在海洋工程、石油化工和航空航天等领域中得到广泛应用,其材料不仅强度高、抗腐蚀性好、耐热性好,而且便于塑性加工和焊接;孔型轧制作为一种棒材成型工艺,能够有效的控制产品尺寸,满足不同规格产品的生产要求。但不锈钢棒材轧制过程中容易出现变形不均匀而使轧件产生耳子、欠充满等缺陷,最终使棒材轧制产品出现超差现象。本文以95Cr18马氏体不锈钢为研究对象,通过理论分析、数值模拟和轧制实验等手段,研究棒
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不锈钢产品在海洋工程、石油化工和航空航天等领域中得到广泛应用,其材料不仅强度高、抗腐蚀性好、耐热性好,而且便于塑性加工和焊接;孔型轧制作为一种棒材成型工艺,能够有效的控制产品尺寸,满足不同规格产品的生产要求。但不锈钢棒材轧制过程中容易出现变形不均匀而使轧件产生耳子、欠充满等缺陷,最终使棒材轧制产品出现超差现象。本文以95Cr18马氏体不锈钢为研究对象,通过理论分析、数值模拟和轧制实验等手段,研究棒材轧制过程中轧件的截面积、轧辊等效半径和宽展模型,得到95Cr18马氏体不锈钢棒材轧制过程的基于筱仓恒树的修正宽展模型并对宽展规律进行了详细分析,研究结果对提升棒材轧制产品质量具有重要的实际应用价值。首先开展95Cr18马氏体不锈钢在不同热压缩工艺下的热模拟实验,获得其流变应力曲线数据,基于流动应力曲线构建了95Cr18马氏体不锈钢的高温变形本构方程及热加工图;通过对高温变形本构方程和热加工图的分析,获得不锈钢棒材热轧的温度工艺窗口,为有限元数值模拟和宽展计算提供基础数据。其次对典型不锈钢棒材轧制的各道次孔型截面积进行了精确理论分析,开展了相关工艺模型的精确计算,并对宽展模型进行了探讨和分析,表明准确的截面积计算提高了后续工艺参数的计算精度,使得轧制过程中轧辊等效半径和宽展的计算结果更接近实际尺寸,为轧件宽展计算提供更加准确的基础数据支撑。最后对95Cr18马氏体不锈钢棒材轧制过程进行有限元模拟,探究了轧件在不同工艺参数轧制过程中的应力、应变分布和宽展规律。基于筱仓恒树宽展公式,得到了修正的95Cr18马氏体不锈钢宽展模型,通过棒材轧制实验进一步证验了所修正模型的可靠性。
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