Kina dobavljač rješenja za cjevovode: www.epowermetals.com

Studija o kovanju, oblikovanju prirubnice od legure na bazi nikla Incoloy 825

Incoloy 825 je nikl-željezo-krom čvrsta otopina ojačana legura s molibdenom, bakrom i titanom koju je izumio American Special Metals. Legura ima sposobnost otpornosti na naponsku koroziju kloridnih iona u kiselim medijima i također ima dobru otpornost na koroziju prema sulfidima, stoga se široko koristi u razvoju nafte i plina i drugim poljima. Trenutačno nema mnogo istraživanja o tome kovanje i formiranje u Kini. Ovaj rad istražuje kovanje i oblikovanje prirubnica pomoću legure Incoloy 825 pomoću softvera konačnih elemenata za oblikovanje plastike Deform, analizira razloge kvara i daje prijedloge za izmjene kako bi se postigli zadovoljavajući rezultati u stvarnoj proizvodnji.

Glavni problemi Materijal od legure 825 formiranje

Otpornost na deformaciju incoloy 825 legure na visokoj temperaturi je visoka, a čak i na početnoj temperaturi kovanja od 980°C, napon tečenja je iznad 240 MPa. To otežava oblikovanje. Kako bi se spriječila korozija granica zrna i poboljšala otpornost na naponsku koroziju sumporovodika, što je manja veličina zrna, to bolje. Legura 825 ne prolazi faznu promjenu tijekom zagrijavanja i hlađenja, pa se zrno ne može pročistiti toplinskom obradom, već samo plastičnom deformacijom i rekristalizacijom. Kada se provodi plastična deformacija, posebnu pozornost treba obratiti na količinu deformacije na svakom mjestu kako bi se osiguralo da je veća od kritičnog stupnja deformacije od 25% kako bi se spriječilo stvaranje grubih zrna.

Simulacija i eksperiment inkoloja 825 prirubnica shema kovanja

Zbog visoke cijene legure nikla, kako bi se uštedio materijal i s obzirom na veliku otpornost na deformaciju inkoloj 825 legura u kovanju, usvojen je početni postupak predkovanja plus završno kovanje. Početna gredica je cilindrična šipka koja je prošla otvaranje gredice, kao što je prikazano na slici 1(a). Tijekom procesa predkovanja, donji kraj gredice je podvrgnut djelovanju matrice za predkovanje sa sužavajućim otvorom, koji kontinuirano proizvodi deformaciju istiskivanjem. U ovom trenutku, relativno gibanje trupca i unutarnje stijenke šupljine matrice stvara trenje, ali sila usmjerena prema dolje na trupac u okomitom smjeru je veća od sile trenja, tako da se komadić u početku kreće uglavnom u aksijalnom smjeru, ispunjavajući većinu šupljine, kao što je prikazano na slici 1(b). Međutim, kako se otvor matrice sužava i površina kontakta između trupca i stijenke šupljine postaje sve veća, trupcu postaje sve teže pomicati se u aksijalnom smjeru. Uz inhibiciju aksijalnog gibanja, gornji dio gredice počinje se podvrgavati uznemirujućoj deformaciji u radijalnom smjeru, kao što je prikazano na slici 1(c). Stvarni oblik nakon završetka predkovanja prikazan je na sl. 1 (d).

20221104132052 59087 - Studija o kovanju, oblikovanju prirubnice legure na bazi nikla inkoloja 825

Slika.1 Mrežasti dijagram procesa simulacije prethodnog kovanja

20221104132242 21362 - Studija o kovanju, oblikovanju prirubnice legure na bazi nikla inkoloja 825

Sl.2 Loš materijal na kraju predkovanja

Nakon prethodnog kovanja, dobivena gredica se ubacuje u završni kalup za kovanje, kao što je prikazano na slici 4(a). Sa slike 3 može se vidjeti da se varijacija opterećenja završnog procesa kovanja može podijeliti u tri faze: OA, AB i BC. Kada je donji kraj trupca u kontaktu sa šupljinom matrice, trupac se pomiče uz unutarnju stijenku šupljine i stvara trenje, ali okomita sila na komadić je veća od sile trenja, tako da se komadić prvo pomiče u okomitom smjeru i kontinuirano ispunjava šupljinu donjeg kraja matrice. Kako se kontaktna površina između trupca i šupljine na donjem kraju kalupa povećava, otpor kretanju prema dolje postaje veći i kretanje trupca u okomitom smjeru postupno se potiskuje, a kontakt između trupca i površine stepenica šupljine kalupa počinje se javljati, kao što je prikazano na slici 4(b). Kada trupac ispuni veći dio šupljine i počne kontaktirati s gornjim krajem šupljine kalupa, kao što je prikazano na slici 4(c), ako se trupac nastavi deformirati, sila potrebna u tom trenutku naglo raste, što odgovara Slika 3BC. Sila primijenjena u ovoj fazi uglavnom deformira gornji dio trupca kako bi se ispunio gornji kraj šupljine kalupa, dok se donji dio trupca vrlo malo deformira u okomitom smjeru, što rezultira time da donji dio trupca ne ispunjava kalup. šupljinu kalupa u potpunosti, kao što je prikazano na slici 4(d). Kao što je prikazano na slici 4(d). U stvarnoj proizvodnji, zbog ograničene sile kojom djeluje oprema, nepotpuno oblikovanje donjeg kraja izradke je očitije, kao što je prikazano na slici 5.

20221104133224 79258 - Studija o kovanju, oblikovanju prirubnice legure na bazi nikla inkoloja 825

Slika 3 Završna krivulja opterećenja-korak izvorne sheme

20221104133530 69555 - Studija o kovanju, oblikovanju prirubnice legure na bazi nikla inkoloja 825

20221104133548 93861 - Studija o kovanju, oblikovanju prirubnice legure na bazi nikla inkoloja 825

Slika.4 Mrežni dijagram završnog procesa simulacije kovanja

Simulacija i eksperiment poboljšanog rješenja kovanja

Kroz gornje simulacije i pokuse utvrđeno je da je glavni problem izvornog rješenja bila poteškoća u oblikovanju najnižeg dijela gredice. Budući da se najniži dio trupca formira u posljednjoj fazi deformacije, kada je većina trupca već formirana i kontaktna površina s unutarnjom stijenkom šupljine matrice je već vrlo velika, postaje vrlo teško deformirati najdonji dio trupca i potrebna sila naglo raste. S obzirom na nedostatke što je najdonji dio trupca u kasnijim fazama deformacije, prihvaćena je ideja da se najprije oblikuje najdonji dio trupca. U tu svrhu gredica se prethodno kuje, a oblik trupca nakon predkovanja prikazan je na slici 7(a). Predkovanje se izvodi bez matrice i djelomično je istezanje cilindrične gredice.
20221104134554 19775 - Studija o kovanju, oblikovanju prirubnice legure na bazi nikla inkoloja 825

Slika.5 Završni otkivci dobiveni iz izvorne otopine

20221104134658 11819 - Studija o kovanju, oblikovanju prirubnice legure na bazi nikla inkoloja 825

Slika.6 825 zavariti vratnu prirubnicu otkovci dobiveni iz poboljšane otopine

U modificiranom finalu postupak kovanja, deformacija gredice može se podijeliti u tri faze. Najprije se donji kraj trupca podvrgava utiskivanju i vrat trupca, uključujući najniži kraj trupca, potpuno je oblikovan, proces koji odgovara OA presjeku na slici 8 na krivulji opterećenje-korak. Nakon što su gredica i površina koraka šupljine kalupa u kontaktu, dolazi do velikog povećanja primijenjenog opterećenja, od točke A do točke B na slici 8, zbog velike kontaktne površine na početku, kada je gornji dio gredica prolazi kroz deformaciju i teče u radijalnom smjeru na stepeničnoj površini šupljine kalupa, što odgovara segmentu BC na slici 8. Kada radijalni tok izratka dosegne rub gornjeg kraja šupljine kalupa, radijalni tok tada je ograničena unutarnjom stijenkom šupljine kalupa, a opterećenje primijenjeno da ispuni zonu III na slici 7(c) također naglo raste, što odgovara presjeku CD na slici 8. Kada je donja površina gornje matrica i gornja površina gornje matrice su u kontaktu, oblik završava i izradak je potpuno ispunjen šupljinom. Istodobno se promatra ekvivalentna deformacija završnog otkovka, a deformacija svih dijelova je veća od 25%, što zadovoljava zahtjeve. U isto vrijeme, maksimalno opterećenje oblikovanja smanjeno je na 86% izvorne otopine. I u sljedećim pokusima također su dobiveni otkivci koji zadovoljavaju zahtjeve, kao što je prikazano na slici 6.

20221104135347 87637 - Studija o kovanju, oblikovanju prirubnice legure na bazi nikla inkoloja 825

Slika.7 Ekvivalentni dijagram varijacija poboljšanog procesa simulacije kovanja

20221104140117 12862 - Studija o kovanju, oblikovanju prirubnice legure na bazi nikla inkoloja 825

Slika.8 Krivulja koraka opterećenja poboljšane sheme kovanja

Zaključak

  • 1) U izvornom rješenju, glavni razlog zašto se gredica nije mogla u potpunosti ispuniti bio je taj što se najniža deformacija trupca dogodila u posljednjoj fazi, a to je oblikovanje ekstruzijom, pa je postalo vrlo teško ispuniti. Kod poboljšane prethodno kovane gredice, najdonji dio gredice je oblikovan fotografijom tijekom procesa kovanja, tako da se može lako ispuniti.
  • (2) Deformacija otkovaka dobivenog od poboljšane predkovane gredice je na svim mjestima veća od kritične deformacije, što udovoljava zahtjevima.
  • (3) Maksimalno opterećenje potrebno u poboljšanom otkovku također je manje od početnog rješenja, što smanjuje zahtjeve za opremom.
  • 4) Otkovci koji zadovoljavaju zahtjeve dobiveni su prema postupku predloženom u ovom radu.

Izvor: Kina Proizvođač prirubnica od legure – Yaang Pipe Industry (www.epowermetals.com)

NAZAD:
SLJEDEĆA:

VEZANE OBJAVE

Ostavi odgovor

*

*

Upit sada

Pretplatite se na naš newsletter

PRATITE NAS

YouTube
  • Email me
    Pošaljite nam poštom