锻压技术

P91钢质厚壁管反挤压制管坯过程数值模拟

英文标题：Numerical simulation on backward extrusion process for thick wall P91 steel tube billet

作者：郭兴茂王丽薇解文科

单位：太原重工股份有限公司

关键词：P91钢管坯反挤压数值模拟

分类号：TG376.2

出版年,卷(期):页码：2014,39(11):145-149

摘要：

制管坯是P91钢质厚壁管热挤压生产的主要变形工序。以某规格外径为&Phi;535 mm、内径为&Phi;250 mm、长度为1900 mm 的P91钢质厚壁管坯为对象，利用Forge软件平台对其反挤压制管坯过程进行了数值模拟，得到了随凸模行程变化的温度场分布和挤压力大小，确定了温度场存在两处局部高温区域，即凸模头部正下方和管坯出流口处；挤压力随凸模行程存在缓慢、线性、逐渐和急剧增大的阶段性特征。通过坯料初始温度和挤压速度对制管坯过程的影响研究，确定了坯料初始温度能够显著降低最大挤压力，而增大挤压速度也对降低最大挤压力有一定作用。实际生产推荐坯料初始温度选用区间为1100～1200 ℃，挤压速度为200 mm&middot;s-1，设备吨位为36 MN。

Making tube billet is the main deformation procedure of hot extrusion production for thick wall P91 steel tube. For thick wall P91 steel tube billet, with an outer diameter of &Phi;535 mm, an inner diameter of &Phi;250 mm and a length of 1900 mm, the numerical simulation of backward extrusion process was carried out by Forge software. The temperature field distribution and extrusion force with the changes of punch stroke were obtained. The two local high temperature zones in the temperature field were confirmed, namely the area vertically below the punch head and the outflow location of tube billet. Moreover, the extrusion force had the stage characteristic of slow, linear, gradual and rapid increasing with the increase of punch stroke. Through studying on effects of both the initial temperature and the extrusion speed on making tube billet process, it is showed that the increases of billet initial temperature and extrusion speed can decrease the max extrusion force obviously. Thereforce, the billet initial temperature of 1100-1200 ℃, extrusion speed of 200 mm&middot;s-1 and equipment tonnage of 36 MN have been recommended in the practical production.

基金项目：

山西省科技创新项目(2013101012)

郭兴茂(1978-)，男，学士，工程师

参考文献：

［1］翟月雯.P91合金钢晶粒演化特征研究与厚壁管热挤压工艺数值模拟 [D].北京：机械科学研究总院，2013.Zhai Y W.A Study on Grain Evolution Characteristics of P91 Steel and Numerical Simulation of Hot Extrusion of Thick Wall Tube [D].Beijing：China Academy of Machinery Science &amp; Technology，2013.
［2］王金龙，马爱清，张行刚.T/P91高压锅炉管应用及生产工艺概述 [J].包钢科技，2013，39（3）：10-13.Wang J L，Ma A Q，Zhang X G.Overview on applications and production process of T/P91 high pressure boiler tubes [J].Science and Technology of Baotou Steel，2013，39（3）：10-13.
［3］王起江，夏克东，杨为国，等.电站锅炉用SA-335P91无缝钢管的研制 [J].宝钢技术，2013，（3）：13-17.Wang Q J，Xia K D，Yang W G，et al.Research and development of SA-335 P91 seamless steel pipes for station boilers [J].Baosteel Technology，2013，（3）：13-17.
［4］陈香.大直径薄壁管P91的生产与实践 [J].热处理技术与装备，2013，34（5）：12-14.Chen X.Production and practice of large diameter thin walled tube P91 [J].Heat Treatment Technology and Equipment，2013，34（5）：12-14.
［5］张凌峰.基于有限元(FEM)模拟的P91大口径厚壁无缝钢管的热挤压工艺研究[D].包头：内蒙古科技大学，2012.Zhang L F.The Research on Hot Extrusion Process of &nbsp;P91 Large Diameter Thick-walled Seamless Steel Pipe Based on FEM Modeling [D].Baotou：Inner Mongolia University of Science and Technology，2012.
［6］马晓晖，边翊，彭冲，等.P91无缝钢管立式热挤压工艺的边界条件 [J].锻压技术，2011，36（4）：119-121.Ma X H，Bian Y，Peng C，et al.Boundary conditions during vertical hot extrusion of thick-wall seamless steel tube [J].Forging &amp; Stamping Technology，2011，36（4）：119-121.
［7］郝新，刘小斐，潘美玲.P91厚壁无缝钢管反挤压成形过程中成形温度对挤压力影响的数值模拟 [J].内蒙古工业大学学报，2011，30（3）：274-277.Hao X，Liu X F，Pan M L.Numerical simulation of deformation temperature influence on extrusion force in the P91 thick-walled seamless steel tube backward extrusion process [J].Journal of inner Mongolia University of Technology，2011，30（3）：274-277.
［8］刘江南，王正品，束国刚，等.P91钢的形变强化行为 [J].金属热处理，2009，34（1）：28-32.Liu J N，Wang Z P，Su G G，et al.Strain hardening behavior of P91 steel [J].Heat Treatment of Metals，2009，34（1）：28-32.
［9］王雪凤，吴任东，邓晨曦，等.新型耐热高强钢P91的高温力学性能 [J].机械工程学报，2008，44（6）：243-247.Wang X F，Wu R D，Deng C X，et al.Mechanical properties of new heat-resistant high-tensile steel P91 at high temperature [J].Chinese Journal of Mechanical Engineering，2008，44（6）：243-247.
［10］陈昆，张博，陈定方.钢管热挤压中的挤压力研究 [J].装备制造技术，2008，（3）：1-3.Chen K，Zhang B，Chen D F.Research on the hot extrusion force of steel pipe [J].Equipment Manufacturing Technology，2008，（3）：1-3.

服务与反馈：

【文章下载】【加入收藏】