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镍基双金属管件复合成型技术研究
| 论文题名： | 镍基双金属管件复合成型技术研究 |
| 关键词： | 复合管件;热处理;有限元模拟;液压胀形;减薄率;热成型 |
| 摘要： | 镍/L360钢双金属复合管以其卓越的耐腐蚀性能、力学性能和加工性能正逐渐成为高含CO2、Cl-和H2S、高温、高压等恶劣油气田环境中管线运输的重要选择之一。但时至今日，对其材料性能和成型规律尚缺乏较为科学、系统的研究。本文采用理论与试验相结合的方法，比较了不同热处理工艺对管材力学性能的影响，并通过有限元模拟的方法确定了复合管液压胀形的工艺参数匹配，成功制备出了满足使用要求的大口径镍/L360钢双金属复合三通管。 针对不同热处理工艺对材料性能的影响，采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)以及维氏硬度计、万能试验机等分析试样显微组织和力学性能变化，进行最佳热处理工艺的选择。结果表明:采用940℃固溶水冷+520℃回火处理工艺的试样L360钢部分显微组织向回火索氏体转变完全，镍基部分固溶强化作用明显，晶间腐蚀敏感度降低，双金属界面结合性能最好。 利用有限元软件ABAQUS对镍/L360钢复合三通管的液压胀形进行模拟，分析了不同轴向进给量、内压力及加载路径对管件壁厚分布与成型极限的影响。结果表明:在内压力100MPa，双线性加载路径，摩擦系数0.06的工艺条件下，胀形效果最佳，支管高度在轴向进给量为32mm时达到最大，支管胀形高度为47.39mm;当轴向进给量达到32.7mm时，外管首先发生失效。 以仿真获得的冷挤压工艺参数为依据，设置三通管940℃退火热成型的工艺参数，成功制备大口径镍/L360钢复合三通管。其支管胀形高度约80mm，最大减薄率≤12％，观察无明显开裂与双金属界面分离，满足实际使用需求。 |
| 作者： | 生昕 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张剑峰;陆恒平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 扬州大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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