40mnb鋼管的軋制加工解析技術自20世紀80年代后期開始廣泛采用有限要素法fem,近伴隨著計算機輸出的發展,解析技術已由二維向三維的變形解析發展。由此提高了產品的尺寸精度和,以下介紹具有代表性的解析技術。
延伸軋制的解析技術
芯棒連軋管機采用芯棒和孔型輥進行軋制,因此與板軋制不同,在軋輥圓周方向上存在著軋輥和芯棒沒有接觸的自由變形區。由于該自由變形區是在下個機架上被軋制,因此為正確理解芯棒連軋管機的綜合特征,對包括自由變形區在內的變形進行預測是很重要的。
這種復雜的變形預測如果采用以往的高速緩存實現算法是無法獲得高的精度,因此就需要-的解析。考慮到軋制方向剪切變形,采用普通擴張平面變形解析進行近似三維解析。結果可知,計算值和實驗值較一致。
近,隨著計算機技術的發展,加快了完全三維有限要素法解析技術的開發,它還能用于機架間張力影響的解析和軋輥與管坯的速度差的解析。
定徑軋制的解析技術
采用定徑軋制時由于內面沒有工具,因此在軋制厚壁管時軋材的內面形狀不整齊。采用三輥式軋機時,軋材的內面形狀呈六角形。通過采用三維有限要素法解析,明確了這種內面棱角現象的發生機理和應采取的對策。在采用接近正圓的橢圓率=0.986的孔型時能獲得基本均勻的壁厚,但在采用接近正圓的橢圓率=0.960的孔型時則出現清晰的內面六棱角。采用本解析能預測用張力減徑機軋制時壁厚的變化,弄清了軋輥孔型特性和機架間的張力對內面六棱角的影響。
40mnb鋼管的高溫回火脆性的本質,普遍認為是磷、錫、銻等雜質元素在原奧氏體晶界偏聚,導致晶界脆化的結果。而錳、鎳、鉻等合金元素與上述雜質元素在晶界發生共偏聚,促進雜質元素的富集而加劇脆化。而鉬則相反,與磷等雜質元素有強的相互作用,可使在晶內產生沉淀相并阻礙磷的晶界偏聚,可減輕高溫回火脆性稀土元素也有與鉬類似的作用。鈦更有效地促進磷等雜質元素在晶內沉淀,從而減弱雜質元素的晶界偏聚減緩了高溫回火脆性。
1、在高溫回火后用油冷或水快速冷卻以抑制雜質元素在晶界偏聚;
2、采用含鉬40mnb鋼管種,當鋼中鉬含量增加到0.7%時,則高溫回火脆化傾向降低,超過此限40mnb鋼管中形成富鉬的特殊碳化物,基體中鉬含量降低,40mnb鋼管的脆化傾向反而增加;
3、降低40mnb鋼管中雜質元素的含量;
4、長期在高溫回火脆化區工作的部件,單加鉬也難以防止脆化,只有降低40mnb鋼管中雜質元素含量,提高40mnb鋼管的純凈度,并輔之以鋁和稀土元素的復合合金化,才能有效地防止高溫回火脆性。
國內40mnb鋼管一般是通過在金屬中增加合金的辦法來提高材料的性能,40mnb鋼管在冷拔后,均需要進行去應力退火,消除材料的殘余應力,-材料的組織,提高材料的塑性,從而達到防止40mnb鋼管斷裂失效發生的目的。
目前,40mnb鋼管,我國40mnb鋼管的材質均為普通45#或20#鋼27simn鋼,通過冷拔變形使金屬強度提高;可是,它是以-金屬的塑性、韌性為代價的。-冷拔40mnb鋼管是以它的高尺寸精度和高強度性能而立足于市場的,它必須要-變形量在一定的范圍之內,才能大限度地發揮材料的性能,減少對材料的不利影響。
40mnb鋼管變形太小,不能達到表面光潔度與尺寸精度的要求,也無法達到構件的強度指標;變形太大,40mnb鋼管的塑性、韌性降低過多,而且,晶粒被拉得過分細長,形成了纖維組織,金屬會具有明顯的各向-。冷拔40mnb鋼管的軸向,平行于晶粒的拉長方向,強度升高;冷拔40mnb鋼管的徑向,垂直于晶粒的拉長方向,強度反而降低,而液壓油缸的應力正存在于40mnb鋼管的徑向上,所以,變形太大對充分發揮冷拔管的性能不利。