【摘要】：球閥以其密封可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、壓力等級高、維修方便等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于水利水電、石油化工、市政建設(shè)等行業(yè)中。其中球閥芯作為球閥的主要構(gòu)件,優(yōu)化它的生產(chǎn)工藝是球閥生產(chǎn)的重點(diǎn)。傳統(tǒng)的球閥芯加工方法主要有三種:傳統(tǒng)鑄造、熱鍛+機(jī)加工、模壓+焊接+機(jī)加工。后通過改進(jìn),提出了鍛軋結(jié)合的工藝方法,但此種工藝方法形成球面的過程過于繁雜,而單一的普通環(huán)件軋制工藝又難以實(shí)現(xiàn)球面的成形。本文通過進(jìn)行熱力模擬實(shí)驗(yàn):加熱保溫實(shí)驗(yàn)、單道次熱壓縮實(shí)驗(yàn)、雙道次熱壓縮實(shí)驗(yàn)和單道次熱壓縮保溫實(shí)驗(yàn),建立了Q345E鋼的高溫流變應(yīng)力模型、奧氏體晶粒尺寸長大模型、再結(jié)晶體積百分?jǐn)?shù)預(yù)測模型和再結(jié)晶晶粒尺寸預(yù)測模型。并通過二次開發(fā),建立了在SIMUFACT平臺上可進(jìn)行可靠運(yùn)算的材料本構(gòu)模型子程序。借助SIMUFACT模擬平臺和子程序,建立了不同初軋溫度、不同進(jìn)給速度和不同初始晶粒尺寸的球閥芯復(fù)合軋環(huán)有限元仿真模型,并同時(shí)開展了不同變形量和不同初軋溫度的球閥芯復(fù)合軋環(huán)工藝實(shí)驗(yàn)。通過對比環(huán)件的直徑和晶粒尺寸實(shí)驗(yàn)值和模擬值驗(yàn)證了有限元模型的宏微觀可靠性。以金屬流動速度、等效應(yīng)變和溫度為指標(biāo),分析了熱變形演變規(guī)律,以平均晶粒尺寸、動態(tài)再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)和組織形貌為指標(biāo),分析了組織演變規(guī)律,以硬度為指標(biāo),分析了性能演變規(guī)律。通過對熱變形、組織和性能演變規(guī)律的總結(jié),揭示了復(fù)合軋環(huán)工藝中變形-溫度-晶粒細(xì)化之間的協(xié)同演變規(guī)律,建立了不同工藝條件下球閥芯平均晶粒尺寸最值的預(yù)測模型,并揭示了熱變形-水冷組織-性能間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,并從復(fù)合軋環(huán)工藝角度提出了球閥芯組織性能優(yōu)化措施,充分肯定了復(fù)合軋環(huán)工藝的可行性和優(yōu)越性。通過以上分析,完善了Q345E鋼高溫微觀組織演變性能;一定程度實(shí)現(xiàn)了根據(jù)球閥芯宏觀熱變形預(yù)測其晶粒尺寸分布、組織分布以及性能優(yōu)良的目的。這對利用復(fù)合軋環(huán)工藝生產(chǎn)球閥芯具有一定的指導(dǎo)意義。
【圖文】：

武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 1 章 緒論其密封可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、壓力等級高、維修方便等特電、石油化工、市政建設(shè)等行業(yè)中[1-2]。一套可靠的球的持續(xù)生產(chǎn)和安全生產(chǎn)都起到了至關(guān)重要的作用，因產(chǎn)形狀性能俱佳的球閥構(gòu)件，一直以來都是各類能源著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)設(shè)備的不斷更新，，對球閥構(gòu)件數(shù)要求和安全要求。球閥構(gòu)件主要包括閥芯、閥體、1 所示。其中球閥芯作為球閥的核心構(gòu)件，優(yōu)化其生產(chǎn)之重。

武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 第 2 章 球閥芯材料 Q345E 鋼的材料本構(gòu)模型2.1 Q345E 鋼材料本構(gòu)模型建立的背景及準(zhǔn)備Q345E 鋼是一種低合金鋼，因其良好的熱鍛性能而被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、水利水電領(lǐng)域的基礎(chǔ)零部件制造中，本文針對于球閥芯制造工藝的探究，選用Q345E 鋼作為零件用鋼。目前針對于 Q345E 鋼高溫流變力學(xué)行為、再結(jié)晶行為和晶粒長大行為的探究還未見報(bào)道，而建立描述以上行為的材料本構(gòu)模型，并將其導(dǎo)入有限元模擬軟件中是利用有限元模擬軟件分析工藝過程中宏微觀演變規(guī)律的先決條件。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG335

【參考文獻(xiàn)】

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1 賀佳陽;王雷剛;黃瑤;孔德智;;環(huán)件軋制過程鼓形毛坯變化規(guī)律及塌邊缺陷分析[J];鍛壓技術(shù);2014年03期

2 Qing-yun SHA;Da-hang LI;Gui-yan LI;;Dynamic and Static Recrystallization Behaviour of Coarse-grained Austenite in a Nb-V-Ti Microalloyed Steel[J];Journal of Iron and Steel Research(International);2014年02期

3 趙如龍;李義長;王洪利;李榮華;張穎剛;趙平;;P72LXA鋼簾線用熱軋盤條表面脫碳層的研究[J];金屬熱處理;2013年07期

4 曹強(qiáng);華林;錢東升;藍(lán)育忠;;大型厚壁深槽環(huán)件臥式復(fù)合軋制新方法理論與模擬(一)[J];塑性工程學(xué)報(bào);2013年03期

5 王春禮;;球閥的安裝和使用[J];電站系統(tǒng)工程;2013年01期

6 錢東升;華林;鄧加?xùn)|;;小孔深槽環(huán)件三輥橫軋徑向?qū)捳剐袨榈挠邢拊治?英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2012年S2期

7 趙軍;文全興;米新蘭;;軋制變形及隨后熱處理對板條馬氏體的影響[J];北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2012年05期

8 王敏;楊合;郭良剛;孫志超;;基于3D-FEM的大型鈦環(huán)熱輾擴(kuò)過程微觀組織演變仿真[J];塑性工程學(xué)報(bào);2008年06期

9 劉東;付明杰;萬自永;楊勇;張華;;GH4169合金矩形截面環(huán)軋制曲線的實(shí)驗(yàn)研究[J];航空學(xué)報(bào);2007年05期

10 王敏;楊合;孫志超;郭良剛;歐新哲;;Dynamic explicit FE modeling of hot ring rolling process[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2006年06期

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2 袁海倫;異形截面環(huán)件毛坯結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及軋制過程計(jì)算機(jī)仿真[D];華中科技大學(xué);2006年

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本文編號：2521073