[發明專利]鎳基合金管材熱擠壓工藝參數獲取方法以及裝置

有效

• 申請號: 201611219036.4
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106650112B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 王玨;董建新;張麥倉;謝錫善
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 唐維虎

本發明提供了一種鎳基合金管材熱擠壓工藝參數獲取方法以及裝置，其中，該方法包括：對熱擠壓模型進行管坯熱擠壓過程的數值模擬分析，獲取多組不同熱擠壓工藝參數備選數據下的管坯的優化判據數據；構建每一種熱擠壓工藝參數與優化判據數據之間的關系曲線，并根據所述關系曲線以及預設的判據選擇條件，確定每一種優化判據數據所對應的熱擠壓工藝參數的取值區間；對所有優化判據數據所對應的同一種熱擠壓工藝參數的取值區間進行交集處理，獲取熱擠壓工藝參數的優選取值。本發明能夠針對鎳基合金管材在熱擠壓過程中的多種工藝參數進行更加精確的獲取，對實際生產進行更加有效的指導。

技術領域

本發明涉及管材熱擠壓技術領域，具體而言，涉及一種鎳基合金管材熱擠壓工藝參數獲取方法以及裝置。

背景技術

隨著我國能源工業和石油化工工業的發展，鎳基合金無縫管材的需求量不斷增大，如700℃超超臨界火電站鍋爐所使用的過熱器管，石油開采所使用的油井套管，核電站蒸汽發生器的傳熱管等。鎳基合金無縫管材的生產主要通過熱擠壓結合冷軋的工藝方式，其中熱擠壓過程是整個生產的核心環節。作為一種特殊的熱變形方式，擠壓變形區三向壓應力狀態可以提高材料的變形能力，但由于鎳基合金自身的合金化程度較高，其高溫下的變形抗力較大，變形抗力隨溫度的變化非常敏感，并且熱擠壓過程本身伴隨著劇烈的局部升溫，所以鎳基合金管材熱擠壓過程涉及到復雜的熱力耦合作用，并同時具有明顯的時間效應。從目前國內企業的生產情況來看，鎳基合金管材熱擠壓的成材率普遍較低，存在荒管無法順利擠出(“悶車”)、荒管內部裂紋、表面質量差和內部組織無法達標等質量問題，且這些問題經常組合出現并存在相互制約。

熱擠壓荒管質量依賴于擠壓參數的優化，鎳基合金管材熱擠壓的核心工藝參數主要包括：擠壓速度，管坯預熱溫度和擠壓比。每種擠壓參數對熱擠壓荒管質量均具有較大的影響，并且各工藝參數之間存在相互作用。對于熱擠壓工藝參數的優化方法主要分兩類：第一類是在擠壓設備上進行實際試擠壓(試錯法)，摸索最優參數組合，此類方法需要消耗大量管坯，造成極高成本和資源浪費；第二類是采用數值模擬技術，通過計算機對擠壓過程進行仿真并調整工藝參數取值進而進行優化。目前，通過數值模擬方法優化管材熱擠壓參數的研究主要針對單一或部分荒管質量問題，并未 對實際生產中出現的問題進行綜合分析。由于各類質量問題存在相互關聯與制約，其中涉及變形、溫升和相變等材料行為，所以針對部分質量問題而優選出的工藝參數范圍較寬泛，無法對實際生產進行有效的指導。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例的目的在于提供一種鎳基合金管材熱擠壓工藝參數獲取方法以及裝置，能夠針對鎳基合金管材在熱擠壓過程中的多種工藝參數進行更加精確的獲取，對實際生產進行更加有效的指導。

第一方面，本發明實施例提供了一種鎳基合金管材熱擠壓工藝參數獲取方法，包括：

對熱擠壓模型進行管坯熱擠壓過程的數值模擬分析，獲取多組不同熱擠壓工藝參數備選數據下的管坯的優化判據數據；所述熱擠壓工藝參數包括：熱擠壓速度、管坯預熱溫度以及熱擠壓比；所述優化判據數據包括：擠壓全過程中管坯的最高溫度、擠壓全過程中模具的最高溫度、擠壓載荷峰值和荒管的晶粒尺寸；

構建每一種熱擠壓工藝參數與優化判據數據之間的關系曲線，并根據所述關系曲線以及預設的判據選擇條件，確定每一種優化判據數據所對應的熱擠壓工藝參數的取值區間；

對所有優化判據數據所對應的同一種熱擠壓工藝參數的取值區間進行交集處理，獲取熱擠壓工藝參數的優選取值。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中：所述對熱擠壓模型進行管坯熱擠壓過程的數值模擬分析，獲取多組不同熱擠壓工藝參數取值下的管坯的優化判據數據具體包括：

獲取管坯材料的真應力-真應變曲線或者本構方程，并獲得所述管坯材料所對應的包含動態再結晶過程的組織演化數學模型；