钎杆用中空钢,简称“钎钢”,截面以正六角形和圆形为主,因此本文以正六角形钎杆用中空钢为研究对象。目前国内生产钎钢的方法主要是热穿-热拔的方法,与热穿-热拔的方法相比较,热穿-热轧生产的中空钢寿命较高,生产效率也较高,因此具有广阔的发展前景。以前,大多学者关于钎杆的研究多集中在钎杆使用过程中应力、应变状态分析、寿命评估、热处理工艺、选材方面,对钎杆用中空钢的轧制过程的研究很少,且都是采用实验和定性分析的方法,尚未见到关于轧制工艺参数和管坯尺寸对成品质量影响定量分析的报道。钎杆用正六角中空钢的轧制过程是最复杂的弹塑性变形过程之一,它涉及到几何、材料、边界条件非线性,同时包含多个物理场的耦合。随着计算机数值模拟技术的发展,更为精确地研究轧制中轧件的变形行为成为可能。本文将采用三维弹塑性有限元法模拟钎杆用中空钢轧制过程,试图找出轧制工艺参数和管坯尺寸对成品的影响规律。本文首先调查了钎杆用中空钢的国内外研究状况;系统阐述了三维弹塑性有限元基本理论,给出了有限元法模拟钎杆用中空钢轧制过程的操作要点;针对不同的轧制工艺参数和管坯尺寸轧制过程,采用有限元分析软件ABAQUS进行了数值模拟,分析了钎钢轧制中轧件金属的变形特征,得到了不同轧制工艺参数和管坯尺寸对成品尺寸影响的规律;最后以铅为材料,对钎杆用中空钢的轧制过程进行了实验研究,分析了管坯尺寸对成品外形的影响,并与数值模拟结果进行了对比,二者取得了较好的吻合,从而验证了三维弹塑性有限元法计算结果的正确性和可靠性。