1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1研究背景

不锈钢球阀作为管道装备的核心零件，相比q345材料不锈钢材料具有以下特点：不锈钢具有良好的耐腐蚀性和耐久性，不锈钢材料是克服钢结构锈蚀问题的理想选择，而且可以延长结构使用寿命；不锈钢的塑性和韧性好，便于加工成型，通过冷加工，其性能还可以得到强化；不锈钢还有优良的耐高温性能和低温韧性。不锈钢在高温条件下的强度和刚度均优于普通碳素钢，在低温下的冲击韧性也优于普通碳素钢。在受到冲击时，其良好的延展性可以吸收大量的能量。在石油、化工、电力等领域，对装备的运行安全显得格外重要，而基于不锈钢材料的特点，其将会更多的运用于这些高端领域。但是不锈钢材料在塑性成形加工时，不同的类型的不锈钢高温状态下的变形能力也不同。马氏体不锈钢因为cr元素比较多，淬透性好，高温加热后空冷也能淬硬，造成残留应力过大引起锻件表面产生裂纹，在锻造后应立即进行完全退火或高温回火以提高钢的塑性。铁素体不锈钢在加热和冷却时不发生相变，粗大的铸态组织只能通过压力加工碎化，而不能通过热处理改变。若高温加热、焊接或压力加工不当，例如温度超过850～900℃，晶粒即显著粗化。奥氏体不锈钢最常见的是18-8型不锈钢，cr-ni奥氏体不锈钢在400～850℃保温或缓慢冷却时会发生严重的晶间腐蚀破坏。因此，不锈钢材料在塑性成形加工时相对来说比较繁琐和困难。

球阀是一种典型的阀类零件，阀体是球阀的核心本体，其外表面为球面，带有圆形通孔，是一种具有球面轮廓的环类零件。球阀工作条件恶劣，质量要求高，阀体通常需要锻造成型来保障其机械性能。目前，球阀阀体通常采用传统自由锻工艺成型，在压机上先锻制环坯，在利用球形模具和芯轴，使环坯扩孔，并形成球面轮廓。该工艺过程中，需要反复加热锻造，耗能高、效率低、劳动强度大，而且成形精度和表面质量差，导致后续切割消耗大量工时和材料，生产成本较高。少数采用轧环工艺成型球阀阀体，由于具有异形截面和小轧制比特点，轧环过程中轮廓充型与直径扩大不同步，当孔径达到时球面轮廓不能完整成型。因此，采用环轧工艺时，需要在压机上先锻制环坯、然后利用模具预成型表面形状，最后再轧环成型，工序多，操作复杂，同样造成大量能源和时间消耗。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

（1) 根据复合轧制原理，设计毛坯、轧辊尺寸以及轧制工艺参数，完成毛坯 和轧辊的加工；

（2）测试与观察毛坯组织形态、晶粒尺寸、显微硬度等组织性能参数；

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译；明确研究内容，了解研究所需材料、仪器和设备；确定技术方案，并完成开题报告。

第4－6周：完成不锈钢球阀零件复合轧环工艺设计和工艺实验。

第7－9周：采用不锈钢球阀零件复合轧环成形几何精度、组织结构和力学性能测试。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 华林，黄兴高，朱春东．环件轧制理论和技术[m]．北京：机械工业 出版 社，2001．

[2] 张志强．厚壁深槽环件复合轧制成形规律与工艺理论研究[d]．武汉理工大学，2013．

[3] 邓加东．复杂深槽环件轧制成形规律与工艺设备设计研究[d]．武汉理工大学，2013．