李一红　罗远新　马　玲　宋宗焘　王勇勤

重庆大学，重庆，400030



服役环境下材料蠕变对挤压筒过盈量的影响

李一红罗远新马玲宋宗焘王勇勤

重庆大学，重庆，400030

在传统Lamé公式的基础上引入直接位移求解法(DDM)，推导了考虑蠕变效应的挤压筒应力/应变分布解析模型，分析了各层筒应力随时间的变化情况。针对挤压筒用热作模具钢H13进行了高温蠕变试验，获取了500 ℃下热作模具钢H13的蠕变行为和Norton表达式，探讨了材料蠕变对挤压筒各层之间过盈量的影响规律。研究结果表明，交界面处各层筒的蠕变应变有差别，造成径向变形不一，从而使得过盈量减小。

挤压筒；过盈量；蠕变；H13钢

0　引言

挤压产品因其加工过程材料损耗少、生产效率高、符合现代工业绿色低碳的发展趋势而得到广泛应用。大型挤压筒是重型挤压机的关键部件之一，其耐用性和服役寿命对挤压成本的影响很大。生产实践表明，由于长期承受循环高温高压的作用，故大型挤压筒的失效常表现为以下模式：蠕变疲劳损伤引起的内侧筒脱出、挤压筒变形断裂和由于摩擦等因素造成的内筒磨损失效等[1]，其中针对蠕变疲劳损伤引起的失效的相关研究还比较缺乏。Sommitsch等[2-3]对挤压筒材料进行了本构关系研究，并通过Deform-2D模拟挤压过程，获得坯料对筒体的作用力、温度等边界条件后将其导入到ABAQUS软件中，通过编写用户子程序UMAT或Z-mat实现对挤压筒损伤的计算及寿命的计算；Krumphals等[4-5]对挤压筒材料H11钢的微观性能演化进行了研究，采用Gleeble热模拟试验机对H11材料的高温性能进行试验，将得到的微观组织模型导入到热-力耦合有限元分析中，以实现对挤压筒蠕变疲劳失效的研究。……