摻雜鎢連軋棒材的微觀組織及有限元分析.pdf

1、摻雜鎢具有熔點(diǎn)高、膨脹系數(shù)低和良好的高溫抗下垂性能等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用作于照明、氣體放電光源以及電子管的陰極材料。通過(guò)熱變形方法，獲得組織與性能優(yōu)異的細(xì)晶摻雜鎢棒是制備摻雜鎢絲的重要步驟，傳統(tǒng)的旋鍛工藝雖能獲得較大變形量，但加工后的組織不均勻且耗能較大；三輥軋機(jī)軋制摻雜鎢棒材，軋件咬入能力較弱，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)較為繁瑣。本文通過(guò)高速連軋機(jī)，采用一火次十道連軋的連軋工藝，將直徑為18.5mm的摻雜鎢燒結(jié)棒連軋為直徑9mm的摻雜鎢桿，研究了摻雜

2、鎢棒的顯微組織及連軋過(guò)程的應(yīng)力和應(yīng)變場(chǎng)。
　　利用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡等方法觀察了四道、六道、十道次連軋后摻雜鎢棒材橫截面的組織。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：摻雜鎢棒材連軋后，顯微組織顯著細(xì)化，道次越多，晶粒細(xì)化越顯著。經(jīng)過(guò)十道次連軋后，晶粒平均直徑約為3~5μm，燒結(jié)孔被壓縮甚至閉合，摻雜鎢棒橫截面邊緣區(qū)域晶粒比中心區(qū)域更加細(xì)小。部分連軋后的摻雜鎢棒出現(xiàn)了區(qū)域性的晶粒異常長(zhǎng)大，其內(nèi)部鉀泡及鉀管較多。隨著連軋道次的增加，摻雜鎢棒的顯微硬度明顯

3、提高。
　　通過(guò)Abaqus軟件對(duì)摻雜鎢棒的四道次、六道次、十道次連軋過(guò)程進(jìn)行有限元模擬，對(duì)模擬后的軋件網(wǎng)格變形、溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)以及軋制力進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，連軋過(guò)程中摻雜鎢棒橫截面上心部溫度最高，表面溫度最低。在變形區(qū)內(nèi)，軋件表面的等效應(yīng)力和殘余等效應(yīng)力最大，向心部遞減，中心處的等效應(yīng)力和殘余等效應(yīng)力最小；四道次、六道次連軋的軋件心部等效應(yīng)變最大，向表面遞減，經(jīng)過(guò)十道次連軋后，軋件等效應(yīng)變的分布為表面最高，心部最低。殘

4、余等效應(yīng)變從軋件表面向中心逐漸減小，最小值出現(xiàn)在約2/5R處，其后又逐漸增大。殘余等效應(yīng)變最小值出現(xiàn)的區(qū)域，與部分連軋后摻雜鎢棒的晶粒異常長(zhǎng)大區(qū)域相符，是導(dǎo)致?lián)诫s鎢棒晶粒異常長(zhǎng)大的主要原因。隨著連軋道次的增加，各道次穩(wěn)態(tài)軋制階段的軋制力波動(dòng)逐漸變大，說(shuō)明軋制的穩(wěn)定性降低。通過(guò)對(duì)不同初軋溫度和摩擦系數(shù)下殘余應(yīng)力、殘余應(yīng)變及軋制力的變化分析，發(fā)現(xiàn)隨著初軋溫度和初軋速度的升高，十道次連軋的軋制力和軋件的殘余應(yīng)力逐漸降低，殘余應(yīng)變?cè)黾?；殘余?yīng)力