钱凌云等：核电主管道非对称双管嘴同时挤压成形工艺 ·129· 总速度(mm·s 总速度/mm·s) 总速度/mm+s-少 总速度/mm·s) 2.00- 2.14■ 2.75 2.75 0.67 1.43 1.83 1.83 0.67 0.71 0.92 0.92 -2.00 7.2s 14.4s 20.4s 图7主管道成形的金属流向示意图 Fig.7 Simulated velocity distributions of primary pipe 为0.4mm·s',此速度差是导致管嘴根部剪切撕裂 I50 的一电-09 的主要原因.对于本文提出的双向挤压同时挤压成 (13.98.118.33) (20.76.156.96 120 形的工艺来说，16.1s时管嘴大体成形完全，直到 10.81.84.35) 20.4s时管嘴完全成形结束，五个点竖直方向的速 20.76.111.65) 度几乎相同，这可以很大程度地避免管嘴根部剪切 ◆ 13.98,84.30 撕裂的产生.另一方面，双向挤压同时成形工艺相 了， (10.81.60.28) 对于传统的单向挤压工艺缩短了整个成形时间，可 ■ 有效改善因成形时间长造成的温度降低情况而引起 的组织不均匀等缺陷，同时可降低主管道挤压时剪 6 9121518 切撕裂的风险.综上所述，采用同时挤压成形工艺 时间s 在避免主管道撕裂缺陷和提高成形质量方面的意义 图8。上/下管嘴处P点和P2点的速度分析 重大 Fig.8 Velocities at Points P and P, 3微观组织演化及均匀性分析 情况.可以看出，采用传统成形工艺时，上管嘴在 20.1s左右成形完成，此时9299三个点竖直方向 由于316LN不锈钢材料在热变形过程不发生 速度较小（约0.14mm·s1),而q,和qs两个点的竖 相变而无法通过热处理手段细化品粒，因此利用材 直向下速度约为0.54mm·s1,即上管嘴填充结束 料变形过程的动态再结晶等方法细化晶粒成为优化 继续填充下管嘴时，管身相对于管嘴处的速度差约 组织性能的重要手段.本文基于元胞自动机方法模 (a (b) (-14) (c) -5.4 -91 -4 (20.4 (16.1) (20.4) 10 15 20 25 15 20 25 时间/s 时间s 图9传统单向挤压方法和同时挤压成形方法的速度分布比较.(a)选点示意图：(b)传统单向挤压：（©）同时挤压成形 Fig.9 Comparisons of velocity variations between traditional uniaxial extrusion and simultaneous extrusion method:(a)points marks;(b)traditional unidirectional extrusion;(c)simultaneous extrusion钱凌云等: 核电主管道非对称双管嘴同时挤压成形工艺 图 7 主管道成形的金属流向示意图 Fig. 7 Simulated velocity distributions of primary pipe 图 8 上/ 下管嘴处 P1点和 P2点的速度分析 Fig. 8 Velocities at Points P1 and P2 情况. 可以看出,采用传统成形工艺时,上管嘴在 20郾 1 s 左右成形完成,此时 q2 、q3 、q4三个点竖直方向 图 9 传统单向挤压方法和同时挤压成形方法的速度分布比较. (a)选点示意图;(b)传统单向挤压;(c)同时挤压成形 Fig. 9 Comparisons of velocity variations between traditional uniaxial extrusion and simultaneous extrusion method: (a)points marks;(b)traditional unidirectional extrusion;(c)simultaneous extrusion 速度较小(约 0郾 14 mm·s - 1 ),而 q1和 q5两个点的竖 直向下速度约为 0郾 54 mm·s - 1 ,即上管嘴填充结束 继续填充下管嘴时,管身相对于管嘴处的速度差约 为 0郾 4 mm·s - 1 ,此速度差是导致管嘴根部剪切撕裂 的主要原因. 对于本文提出的双向挤压同时挤压成 形的工艺来说,16郾 1 s 时管嘴大体成形完全,直到 20郾 4 s 时管嘴完全成形结束,五个点竖直方向的速 度几乎相同,这可以很大程度地避免管嘴根部剪切 撕裂的产生. 另一方面,双向挤压同时成形工艺相 对于传统的单向挤压工艺缩短了整个成形时间,可 有效改善因成形时间长造成的温度降低情况而引起 的组织不均匀等缺陷,同时可降低主管道挤压时剪 切撕裂的风险. 综上所述,采用同时挤压成形工艺 在避免主管道撕裂缺陷和提高成形质量方面的意义 重大. 3 微观组织演化及均匀性分析 由于 316LN 不锈钢材料在热变形过程不发生 相变而无法通过热处理手段细化晶粒,因此利用材 料变形过程的动态再结晶等方法细化晶粒成为优化 组织性能的重要手段. 本文基于元胞自动机方法模 ·129·