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申请/专利权人：太原科技大学;山西钢合力新材料科技有限公司

摘要：本发明涉及双金属复合无缝钢管热轧领域，具体涉及一种复合管斜轧成型热变形机制优化方法，具体包括：通过叠加单金属的热加工图从而确定复合管坯的最优热加工温度区间；基于选择的加工温度和预穿孔轧机参数通过理论计算出变形过程中的关键参数；基于实验数据对试样进行热模拟实验，并根据实验结果评估该组实验数据在实际应用过程中的性能与安全性；最后，若通过评估，则基于实验数据进行实际生产。本发明通过理论计算与实验验证相结合的方法，不仅揭示了双金属复合管内外层金属的变形过程与工艺参数之间的相互影响规律，为复合管穿孔工艺的设计和优化提供了科学依据，还克服了传统轧制规程过于依赖人工经验的问题，提高了生产效率和产品质量。

主权项：1.一种复合管斜轧成型热变形机制优化方法，其特征在于，具体步骤为：S1、基于复合管坯的内外层金属分别取样，制成第一试样和第二试样，其中第一试样为内层金属试样，第二试样为外层金属试样；S2、在不同变形条件下对第一试样和第二试样分别进行热压缩实验，获得第一试样第二试样在不同变形条件下的应力-应变曲线；S3、根据第一试样第二试样在不同变形条件下的应力-应变曲线绘制第一试样第二试样的热加工图，并通过叠加第一试样和第二试样的热加工图，获得复合管坯的最优热加工温度区间；S4、从复合管坯中截取试样，制成第三试样和第四试样；S5、从复合管坯的最优热加工温度区间中选择一个具体的温度点作为加工温度，并设置预穿孔轧机参数，基于选择的加工温度和预穿孔轧机参数通过理论计算出变形过程中的关键参数，其中关键参数包括轴向应变速率、扭转速率和扭转时间，具体步骤包括：S51、从复合管坯的最优热加工温度区间中选择一个具体的温度点作为加工温度；S52、设置预穿孔轧机参数；S53、基于选择的加工温度和预穿孔轧机参数，在实际复合管坯穿孔工艺中通过理论计算出第三试样在该加工温度下对应的轴向应变速率，具体包括：S531、计算任一横截面的轧制时间，计算公式如下所示： ， ， ，式中，表示任一横截面的轧制时间，表示穿孔前管坯长度，表示穿孔后管坯长度，表示轴向速度，b表示轧辊转速，和表示变形区出口相应参数，表示送进角，和表示变形区出口面积和变形区内任一剖面面积，表示轧件外径，表示顶头外径，表示顶头前管坯外径压缩率，表示摩擦系数，表示轧辊数；S532、根据体积不变原理：横截面积比与材料长度呈反比，计算实际复合管坯穿孔工艺过程中管坯的延伸率，计算公式如下所示： ， ， ， ，式中，表示管坯穿孔前的横截面积，表示管坯穿孔前的外径，表示管坯穿孔后的横截面积，表示管坯穿孔后的外径，表示椭圆系数，和表示x剖面和下一单位螺距横截面的顶头直径，表示际复合管坯穿孔工艺过程中管坯的延伸率，表示穿孔前管坯长度，表示穿孔后管坯长度；S533、计算轴向应变速率，计算公式如下所示： ，式中，表示轴向应变速率，表示实际复合管坯穿孔工艺过程中管坯的延伸率，表示任一横截面的轧制时间；S54、基于选择的加工温度和预穿孔轧机参数，在实际复合管坯穿孔工艺中通过理论计算出第四试样在该加工温度下对应的扭转速率和扭转时间，具体包括：S541、基于实际复合管坯穿孔工艺中的相对扭转量、扭转速率和扭转时间，计算出热扭转试样中相对扭转量为360°时的扭转速率，其中热扭转试样中的扭转速率和实际复合管坯穿孔工艺中的扭转速率需保持一致，计算公式如下所示： ，式中，w表示角速度，N表示扭转速率；S542、计算出热扭转试样中相对扭转量为360°时的扭转时间，计算公式如下所示： ，式中，表示扭转时间，表示扭转圈数，N表示扭转速率；S6、基于实验数据对第三试样和第四试样进行热模拟实验，并根据实验结果评估实验数据在实际应用过程中的性能与安全性，其中实验数据为步骤S5中的加工温度、预穿孔轧机参数、关键参数；S7、基于步骤S6中通过评估的实验数据进行实际生产。

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