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Cu-Ni-Fe合金管是制造冷凝器的关键材料,其主要采用热挤压方法进行生产,而在加工过程中因缺乏对材料流变特性的系统实验研究,热变形工艺和工模具通常是根据经验拟制和设计的,存在较大的盲目性;同时挤出管材产品常有缺陷,而生产过程的缺陷则更是无法直观地观察与考察,不利于对缺陷产生原因进行分析。本文采用物理模拟方法对Cu-Ni-Fe合金的热变形行为进行系统的研究,并采用有限体积法(FVM)对Cu-Ni-Fe合金空心锭挤压管材过程进行数值模拟研究。通过Gleeble 1500热模拟实验得到了BFe10-1-1和BFe30-1-1铜合金流变应力曲线。分析表明,在同一应变速率下,随变形温度的升高,真应力水平明显下降;在同一变形温度下,随应变速率增加,真应力升高;在低温和低应变速率的变形条件下表现出硬化现象;在高温和高应变速率的情况下,合金应力应变曲线出现波浪形,合金发生动态再结晶,且随着应变速率的提高,动态再结晶软化现象更为明显;建立了包含Arrhenius项Z参数的描述BFe10-1-1和BFe30-1-1铜合金热变形时的流变方程;在热压缩过程中温升较为明显,高应变速率下短时内温升最高可达到27℃,有利于动态再结晶的发生;组织分析表明,随着变形温度的提高,变形程度的增加,动态再结晶程度提高;在相同的应变速率和变形温度下,随着变形程度的增加,退火态晶粒变得细小,这有助于生产中后续工序的进行。采用空心锭“镦粗-穿孔”挤压管材是在传统的采用实心锭穿孔挤压管材工艺的基础上,结合空心锭管材挤压的优点提出来的,可以达到提高材料利用率、增加管材长度,减小挤压力,节约能源的目的。但在实际生产过程中,采用该方法时容易出现夹杂、分层、偏心等缺陷。本文结合生产实际,在MSC.SuperForge软件平台上,采用分步计算的方法,对BFe10-1-1铜合金的空心锭“镦粗-穿孔”挤压管材过程进行了数值模拟分析,采用空心锭进行“镦粗-穿孔”挤压铜合金管材数值模拟,获得了管材挤压过程中的金属流动规律及其应力场、应变场和温度场;得到了空心锭内孔壁在挤压过程中闭合规律,解释了内孔壁氧化皮层进入管壁形成夹杂、分层等现象;得出镦粗比例对空心锭内孔壁氧化层闭合形成缺陷影响的规律;通过改进穿孔针前端结构,在穿孔针前端设置一凹槽,可以防止空心锭内孔壁氧化层进入管壁形成夹杂。