·132· 工程科学学报，第41卷，第1期 160 ■一坯料温度1000℃ 70 140 63.7 ·一坯料温度1050℃ 60.3 ▲一坏料温度1100℃ 56.8 120 一坏料温度1150℃ 50 45.8 10 ◆一坯料温度1200℃ 40 80 30 60 40 16 18 功 22 1000 1050 11001150 1200 时间s 坯料温度℃ 160 50.1 ·一挤压速度(20/10)mm·81 47.8 140 。一挤压速度(30/15)mm·s 43.6 120 ▲-挤压速度(40/20)mm·8 40 39. ，一挤压速度(50/25)mm·s 10 ■ 30 ◆ 40 10 12 16 20 24 28 50/25 420 3015 20W10 时间/s 挤压速度/(m·s) (b) 140 ■一摩擦系数0.05 70 66.2 612 ·一摩擦系数0.15 120 2 60 ▲摩擦系数025 一摩擦系数0.35 50 80 吃 20 10 只 1216 20 24 28 0.05 0.15 0.25 0.35 时间/s 摩擦系数 (c) 图12坯料温度(a)、挤压速度(b)和摩擦系数（©）对品粒尺寸及最大挤压力的影响 Fig.12 Effects of billet temperature(a),extrusion speed (b),and friction coefficient (c)on grain size and peak extrusion force 常显著 案上下管嘴的晶粒度差异明显，而同时挤压成形方 案不仅尺寸均匀且晶粒进一步细化到50um. 5结论 (3)分析了坯料温度、双向挤压速度和摩擦系 本文以1：3主管道为研究对象，提出了新的成 数对成形载荷和微观组织的影响规律.提高坯料温 形工艺并从材料流动、晶粒尺寸、挤压力等方面分析 度能显著降低成形载荷但会减弱管嘴部分品粒细化 新工艺的可行性及影响因素，主要结论如下： 效果，需综合考虑设备承载力、加热条件和晶粒尺寸 (1)基于金属分区流动的原理，以上下主管嘴 要求选择坯料温度.建议在成形设备的载荷承受范 为分界的三阶段流动情况，提出双向挤压同时成形 围内选择较低的挤压速度和摩擦系数以降低成形载 两个管嘴的新工艺方案，推导得到了上下挤压速度 荷并细化晶粒 的理论公式.采用相同尺寸的主管道验证了理论公 参考文献 式的可行性并将其扩展到异形双管嘴的应用. [1]Pan P L,Zhong Y X,Ma Q X,et al.Development of manufacture (2)分析了主管道材料的流动趋势，对比传统 technology for main pipe of large -sized nuclear power.China 的单向挤压方式，揭示管身和管嘴处的竖直方向速 Metal form Equip Manuf Technol,2011,46(1):13 度差是造成管嘴根部剪切撕裂的主要原因以及同时 (潘品李，钟约先，马庆贤，等.大型核电主管道制造技术的 挤压成形方案在避免缺陷方面的优势.传统工艺方 发展.锻压装备与制造技术，2011,46(1)：13)工程科学学报,第 41 卷,第 1 期 图 12 坯料温度(a)、挤压速度(b)和摩擦系数(c)对晶粒尺寸及最大挤压力的影响 Fig. 12 Effects of billet temperature(a), extrusion speed (b), and friction coefficient (c) on grain size and peak extrusion force 常显著. 5 结论 本文以 1颐 3主管道为研究对象,提出了新的成 形工艺并从材料流动、晶粒尺寸、挤压力等方面分析 新工艺的可行性及影响因素,主要结论如下: (1)基于金属分区流动的原理,以上下主管嘴 为分界的三阶段流动情况,提出双向挤压同时成形 两个管嘴的新工艺方案,推导得到了上下挤压速度 的理论公式. 采用相同尺寸的主管道验证了理论公 式的可行性并将其扩展到异形双管嘴的应用. (2)分析了主管道材料的流动趋势,对比传统 的单向挤压方式,揭示管身和管嘴处的竖直方向速 度差是造成管嘴根部剪切撕裂的主要原因以及同时 挤压成形方案在避免缺陷方面的优势. 传统工艺方 案上下管嘴的晶粒度差异明显,而同时挤压成形方 案不仅尺寸均匀且晶粒进一步细化到 50 滋m. (3)分析了坯料温度、双向挤压速度和摩擦系 数对成形载荷和微观组织的影响规律. 提高坯料温 度能显著降低成形载荷但会减弱管嘴部分晶粒细化 效果,需综合考虑设备承载力、加热条件和晶粒尺寸 要求选择坯料温度. 建议在成形设备的载荷承受范 围内选择较低的挤压速度和摩擦系数以降低成形载 荷并细化晶粒. 参 考 文 献 [1] Pan P L, Zhong Y X, Ma Q X, et al. Development of manufacture technology for main pipe of large - sized nuclear power. China Metal form Equip Manuf Technol, 2011, 46(1): 13 (潘品李, 钟约先, 马庆贤, 等. 大型核电主管道制造技术的 发展. 锻压装备与制造技术, 2011, 46(1): 13) ·132·