感应加热对核电用Inconel690管坯扩孔过程影响的数值模拟.pdfVIP

感应加热对核电用 Inconel690 管坯扩孔过程影响的数值模拟 1,2 1 2 江 鸿 白云峰 谢超英 * （1. 宝山钢铁股份有限公司研究院，上海 201900 ； 2.上海交通大学材料学院，上海 200240 ） 摘 要 热挤压管生产中，管坯扩孔是为挤压过程提供合适的空心坯料而进行的塑性变形过程。扩孔之前需要进行 感应加热，以获得扩孔所需的温度场。不同初始温度场对扩孔过程有一定的影响。本文作者将 Inconel690 管坯经过 感应加热后的非均匀温度场数据导入到 DEFORM 中坯料节点上进行扩孔过程数值模拟。结果表明，感应加热的初 始温度场相对于假定的均匀形态温度场，扩孔过程模拟更接近实际过程。 关键词 感应加热 扩孔 温度场 管坯 数值模拟 Simulation of the Effect of Induction Heating on Inconel690 Billet during the Expanding Process Jiang Hong 1,2 Bai Yunfeng 1 Xie Chaoying 2 (1. Baoshan Iron Steel Co., Ltd., Shanghai, 201900; 2. School of Materials Science and Engineering, Shanghai Jiaotong University, Shanghai, 200240) Abstract Billet expanding provides proper hollow billet for the extrusion process during hot extrusion tube production. The billet is heated before expanding to get required temperature field. Different temperature fields have different effects on the expanding process. In this paper, temperature field of Inconel690 billet after induction heating is input on the nodes of billet in the pre-process of DEFORM. The simulations of expanding show that different initial temperature fields can get different metal flow, temperature distribution and expanding force. Key words Induction heating, expanding, temperature field, billet, numerical simulation 1 引言 目前，优质高附加值的核电用Inconel690 镍基合金管材大多依赖进口。进口管价格昂贵，且被国外大公 司垄断，因此迫切需要国产化。高温合金常温下的加工成形难度大，变形抗力高，因而大尺寸无缝管材的高 温合金钢管只能采用热挤压成形方法制造。 扩孔过程是为热挤压过程提供合适内孔的空心坯料而进行的塑性变形过程。扩孔之前需要进行感应加 热，以获得扩孔所需的温度场。目前，对于扩孔的数值模拟研究大多是假设坯料的起始温度场是均匀的[1] 。 实际生产中，感应加热后坯料温度分布一般是不均匀的。温度场的不均匀分布影响扩孔时的金属流动，影响 材料的力学性能，因而与产品的质量密切相关。假定坯料初始温度场均匀的扩孔过程数值模拟结果，忽略了 感应加热工艺对扩孔工艺的影响，与实际生产偏差较大。 本文采用数值模拟方法研究了均匀初始温度场和感应加热获得的不均匀温度场对扩孔过程扩孔力、金属 流动、