การจัดประเภท, กระบวนการผลิตและคุณสมบัติทางกลของท่อเหล็กไร้ตะเข็บ
กรกฎาคม 5, 2022
ท่อเหล็กเป็นท่อทรงกระบอก
กรกฎาคม 8, 2022
บทความนี้เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนรูปของความแม่นยำแบบไร้รอยต่อ หลอด ระหว่างกระบวนการวาดเย็น, โดยใช้วิธีไฟไนต์เอลิเมนต์. The
ค่าความเครียดที่ได้จากการวัด stereology ขององศาเกรนที่ผิดรูป เปรียบเทียบกับผลการจำลองสำหรับแต่ละรายการ
วาดผ่าน. วัสดุที่เลือกคือเกรดเหล็ก E235 และ E355, ซึ่งดึงมาจากมิติเริ่มต้นของ Φ70 x 6.3 มม. สู่รอบชิงชนะเลิศ
มิติของF 50 x 3.75 มม. สองรอบ. ซอฟต์แวร์ FEM DEFORM 2D ด้วยวิธี Lagrangian ใช้ในการวิเคราะห์เชิงตัวเลขของความเย็น
ขั้นตอนการวาด.
1 บทนำ
เทคโนโลยีการดึงเย็นที่ใช้สำหรับการผลิตท่อไร้รอยต่อที่มีความแม่นยำนั้นขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย. พารามิเตอร์กระบวนการขึ้นรูปเย็น, ทางเรขาคณิตของเครื่องมือได้เลือกขนาดท่อเริ่มต้นและขั้นสุดท้ายเพื่อให้แน่ใจว่าท่อมีคุณภาพสูง. เพื่อให้ได้เส้นผ่านศูนย์กลางสุดท้ายและความหนาของผนัง, หลอดจะลดลงอย่างต่อเนื่องในขั้นตอนการวาดภาพเย็นหลายขั้นตอน.
สามารถทำได้โดยการดึงท่อผ่านแม่พิมพ์และโดยการเพิ่มปลั๊ก, ซึ่งส่งผลให้ความหนาของผนังกำหนดได้ดีขึ้นและคุณภาพพื้นผิวด้านใน. การวาดแบบเย็นโดยใช้ปลั๊กแบบตายตัวเป็นเทคโนโลยีอเนกประสงค์ที่มักใช้ในโรงงานเหล็ก Železiarne Podbrezová. ผลการทดลองของบริษัทนี้ถูกนำมาเปรียบเทียบกับการจำลองเชิงตัวเลขที่อธิบายไว้ในบทความนี้.
2 วัสดุทดลอง
ในงานนี้, เกรดเหล็ก E235 และ E355 (เฟอริติก-เพิร์ลลิติกคาร์บอนสตีล, ดูตารางถือว่า; เป็นวัตถุดิบสำหรับการวาดเย็น, ท่อรีดร้อนที่มีขนาด 70 x 6.3 มม. ถูกเลือก. คุณสมบัติทางกลของเหล็ก E235 มีดังนี้: ความเครียดผลผลิต Re = (226 245) MPa, แรงดึง Rm 343 441) MPa, ความเหนียว A5 24 , คุณสมบัติทางกลของเหล็ก E355 มีดังนี้: ความเครียดผลผลิต Re = (335 355) MPa, แรงดึง Rm 490 630) MPa, ความเหนียว A5 24
2.1 ชิ้นงานและเครื่องมือในการสร้างแบบจำลองวัสดุ
เมื่ออุณหภูมิลดลงในการวาดเย็น, คุณสมบัติของวัสดุไม่แปรผัน ดังนั้นจึงสามารถสันนิษฐานได้โดยไม่ขึ้นกับความแปรผันของอุณหภูมิ. เนื่องจากพฤติกรรมของวัสดุถือว่าไม่ขึ้นกับอุณหภูมิ, สมการเชิงประกอบกฎกำลังของ
สามารถใช้คุณสมบัติของวัสดุพลาสติกได้เท่ากับ. 1. โดยที่แสดงถึงความเครียดของพลาสติกที่มีประสิทธิภาพเทียบเท่ากัน แสดงถึงอัตราความเครียดของพลาสติกที่มีประสิทธิผล, และพารามิเตอร์ของวัสดุถูกกำหนดโดยวิธีการทดสอบแรงดึง [1, 5], มีการระบุไว้ในตาราง 2.
วัสดุท่อถือเป็นพลาสติก, การชุบแข็งจะถือว่าเป็นไอโซโทรปิก, และประเภทฟังก์ชันผลตอบแทนถูกตั้งค่าเป็น Von Mises.
รูปทรงของท่อถูกเชื่อมเข้าด้วยกัน. องค์ประกอบทั้งแปดอยู่ตรงข้ามผนังของท่อในรอบแรก หกอยู่ในรอบที่สอง รูปที่. 5. ตาข่ายของชิ้นงานนี้เพียงพอสำหรับความแม่นยำและไม่จำเป็นต้องมีขั้นตอนการต่อตาข่ายระหว่างการคำนวณ.
เครื่องมือขึ้นรูป, (แมนเดรลและตาย) ถือเป็นร่างกายที่แข็งกระด้าง. ไม่จำเป็นต้องสร้างเมชของเครื่องมือสำหรับการจำลอง.
2.2 การจำลองเชิงตัวเลข
DEFORM 2D และการคำนวณ Lagrangian ได้รับการตั้งค่าสำหรับการจำลองเชิงตัวเลขของเทคโนโลยีการวาดภาพแบบเย็น, ตามขนาดเครื่องมือที่ระบุใน Table 3. กำหนดค่าเรขาคณิตเชิงแกนเริ่มต้นแล้ว. ความเร็วในการวาดคือ 9 m.min-1 สำหรับทุกรอบในการทดลองวาดและเงื่อนไขขอบเขตการจำลอง. เลือกแบบจำลองความเสียดทานระหว่างเครื่องมือและวัสดุให้เป็นแบบเฉือนโดยมีค่าเท่ากับ 0.08.
ฟังก์ชันการแก้ไขข้อมูลใช้เพื่อตั้งค่าการคำนวณรอบที่สอง. ข้อมูลสุดท้ายจากการผ่านครั้งแรกถูกโอน, และเพื่อกำหนดรอบที่สอง. การแปลงข้อมูลนี้จะต้องเสร็จสิ้น, เนื่องจากเทคโนโลยีการวาดภาพดำเนินการโดยไม่มีการหลอมระหว่างการผ่าตัด.
2.3 เทคโนโลยีการวาดหลอด
ขั้นตอนการผลิตหลักสำหรับเทคโนโลยีการดึงท่อแบบเย็นในŽeleziarne Podbrezová คือ
เป็นดังนี้:
• การแปรรูปวัตถุดิบก่อนการแปรรูป (ท่อรีดร้อนขนาด Ø70 x 6.3 มม.).
• ปลายท่อเย็น/ร้อน (เส้นผ่านศูนย์กลางเป้าหมาย 40 มม.).
• การบำบัดทางเคมีของท่อ (ดอง, ฟอสเฟต, การหล่อลื่น).
• วาดเย็น (ดูแท็บ. 3 สำหรับรายละเอียด).
• การหลอมขั้นกลางและการหลอมขั้นสุดท้ายในบรรยากาศป้องกัน.
• การปรับสภาพขั้นสุดท้าย.
• การตรวจสอบพื้นผิว, บรรจุภัณฑ์, กันสนิม.
• จัดส่ง.
การลดพื้นที่ท่อขั้นสุดท้ายสำหรับเทคโนโลยีสองรอบ (ตั้งแต่ Ø70 x 6. 3 มม. ถึง Ø50 x 3.75 มม.) แก้ไข 57.78 %; ค่าถูกแบ่งค่อนข้างสม่ำเสมอในทุกรอบ
(ดูตาราง 3). การคำนวณส่วนตัดขวางของท่อ (พื้นที่) การลดน้อยลง:
วิเคราะห์การเสียรูปพลาสติกเฉพาะที่ของหลอด. ระหว่างขั้นตอนการวาดภาพต่อไป, ท่อผ่านการเปลี่ยนรูปพลาสติก. รูปทรงสุดท้ายและคุณสมบัติของท่อข้ออ้อยขึ้นอยู่กับค่าความเครียด. สามารถตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างวัสดุและคาดการณ์การเสียรูปของพลาสติกได้.
โครงสร้างจุลภาคของแต่ละ pas ถูกสังเกตในระนาบแนวตั้งและแนวยาวของท่อที่ผิดรูปด้วยกำลังขยายประมาณ 500 เท่าของกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงและการตัดด้วยโลหะ. ตัดโลหะแบบสัมผัสได้สามครั้ง. ด้านในผิวท่อ “I”, ที่ด้านนอกของพื้นผิวท่อ "O" และตรงกลาง "M" ของผนังท่อรูปที่. 2. เนื่องจากพลาสติกเสียรูป, โครงสร้าง anisotropy เพิ่มขึ้น – เม็ด
สังเกตการวางแนวรอยต่อในตำแหน่งที่ผิดรูปของชิ้นงาน. ความเครียดเฉพาะที่ในสถานที่วิเคราะห์ได้มาจากการวัดสามมิติของระดับการวางแนวขอบเขตของเมล็ดพืช [4, 6]. โครงสร้างจุลภาคแอนไอโซทรอปิกถูกย่อยสลายเป็นส่วนประกอบเชิงไอโซโทรปิกและเชิงระนาบโดยใช้โลหะวิทยาเชิงปริมาณ [3, 4] (วิธีการ stereology ของ Saltykov พร้อมเส้นทดสอบเชิงแนว). พารามิเตอร์ที่วัดและคำนวณของการเสียรูปพลาสติกในพื้นที่ในเขตเปลี่ยนรูปแสดงอยู่ในตาราง 4.
