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1、摘要TiNi合金具有高强度、低密度、耐高温等优点，其应用日益广泛，特别是TiNi形状记忆合金管接头在军用及民用工业中极具广阔的应用前景。TiNi合金热加工时变形抗力大，热导率低，坯料内层和表层温差大，变形不均匀，所以对TiNi合金管材采用普通的穿孔挤压工艺成形比较困难。本文应用DEFORM-3D有限元软件对φ44×10.5(mm)TiNi合金管热反挤压过程进行了热力耦合数值模拟，分析了挤压过程中挤压力、芯棒拉力及温度场的变化规律。针对TiNiNb管材热反挤压成形试验的变形参数确定的问题，基于热力耦合数值模拟模型，采用单因素
2、轮换法，分析了在满足凹模出口处钢管温度低于金属共晶熔点的前提下，挤压力与凹模模角、定径带长度、凹模及挤压筒预热温度、管坯预热温度、挤压速度以及摩擦系数等变形参数之间的关系，确定了影响挤压力的主要变形参数分别为凹模模角、管坯预热温度、挤压速度和摩擦系数，并给出了其取值的合理范围。基于数值模拟结果，以挤压液压机最大载荷作为挤压力限制条件，确立了挤压力与管坯加热温度和挤压速度之间的定量关系；以凹模出口处钢管温度不超过其共晶熔点为限制条件，确立了凹模出口处钢管温度与管坯加热温度和挤压速度之间的定量关系。由此建立了TiNiNb合金管
3、材的挤压极限图，确定了在实验室条件下φ44×10.5(mm)TiNiNb合金管的合理挤压条件。论文确定了主要工艺参数和凹模结构参数的最佳组合，即在有润滑的条件下，凹模模角、管坯预热温度和挤压速度应分别取120°、950℃和50mm/s。通过对铅、45钢和TiNiFe合金三种材料进行管材热反挤压成形实验，验证了该最佳组合参数的可行性。关键词管材；反挤压；TiNi形状记忆合金；挤压极限图；挤压力；工艺实验万方数据AbstractTiNialloyhasthestrongpointofhighstrength,lowdensit
4、y,high-temperatureresistanceetc.Itiswidelyusednow,especially,theapplicationofTi-Nishapememoryalloyjointshaveabroadprospectinthemilitaryandcivilianindustry.Inahot-workingprocess,TiNialloychangesinshapewithhigherresistingforce,lowerthermalconductivity,largertemperat
5、uredifferencebetweeninnerandsurfacebillet,unevendeformation,soitisdifficulttoapplytheordinaryperforatedpipeformingextrusionprocesstoTiNialloytubes.UsingtheFiniteElementsoftwareDEFORM-3D,thepapermakesaThermo-MechanicalCouplingnumericalsimulationonthehotbackwardextr
6、usionprocessoftheφ44×10.5(mm)TiNiNballoytubes,andanalysesthechangingrulesoftheExtrusionforce,mandreltensionandthetemperaturefiledduringtheextrusionprocess.AbouttheconfirmingthedeformationparameterofthehotbackwardextrusionformingexperimentofTiNiNbtubes,thepaperappl
7、iesthesingle-factortechniques.BasedontheThermo-MechanicalCouplingnumericalsimulation,thepaperanalysestherelationoftheshaping-changingparametersincludingextrusionforceandtheextrusionangleofdie,lengthofthecalibratingstrap,die,preheatingtemperatureoftheextrusionconta
8、inerandthebillet,theextrusionspreedandthefrictioncoefficient,onthebasisthatattheexitpointofthediethetube'stemperatureislowerthanthemetaleutecticmeltingp
