Optimization Practice of Hot Piercing Process for UNS N08811 Iron-Nickel-Based Alloy Pipe

Wang Bowen; Tuo Leifeng; Li Yajie; Song Bo; Li Qiang; Dong Yabiao; Li Shuwei

doi:10.20057/j.1003-8620.2024-00268

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Optimization Practice of Hot Piercing Process for UNS N08811 Iron-Nickel-Based Alloy Pipe

Forming and Phase Transition | 更新时间：2025-09-11

- Optimization Practice of Hot Piercing Process for UNS N08811 Iron-Nickel-Based Alloy Pipe
- Special Steel Vol. 46, Issue 5, Pages: 60-67(2025)
- 作者机构：
  
  1.山西太钢不锈钢钢管有限公司，太原 030008
  2.太原科技大学，太原 030024
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20057/j.1003-8620.2024-00268
  CLC： TG337.1
- Received：28 November 2024，
  
  Revised：2025-01-27，
  
  Accepted：27 January 2025，
  
  Published：30 September 2025
- 稿件说明：
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王伯文,拓雷锋,李亚杰等.UNS N08811铁镍基合金管材热穿孔工艺优化实践[J].特殊钢,2025,46(05):60-67.

Wang Bowen,Tuo Leifeng,Li Yajie,et al.Optimization Practice of Hot Piercing Process for UNS N08811 Iron-Nickel-Based Alloy Pipe[J].Special Steel,2025,46(05):60-67.
王伯文,拓雷锋,李亚杰等.UNS N08811铁镍基合金管材热穿孔工艺优化实践[J].特殊钢,2025,46(05):60-67. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2024-00268.

Wang Bowen,Tuo Leifeng,Li Yajie,et al.Optimization Practice of Hot Piercing Process for UNS N08811 Iron-Nickel-Based Alloy Pipe[J].Special Steel,2025,46(05):60-67. DOI： 10.20057/j.1003-8620.2024-00268.

摘要

与周期长、成材率低、成本高的热挤压工艺相比，UNS N08811铁镍基合金管材采用热穿孔工艺生产可显著降低生产成本，但穿孔过程中易产生表面横向裂纹，影响产品合格率和使用安全。为降低此品种穿孔缺陷率，采用JMatPro软件分析了材料热加工性能，采用Simufact软件模拟了N08811铁镍基合金管坯热穿孔过程中的温度变化与应力变化；结合现场工艺试验，得出此材料热穿孔合适的出钢温度为1 130~1 150 ℃；穿孔过程中需要调整出钢节奏，控制终轧钢温不高于1 220 ℃；管坯加热和冷却时须快速通过660~850 ℃温度，减少有害相形成；为降低穿孔过程中温升梯度和应力变化，应延长从顶头接触管坯到穿孔完成的整个变形过程，使穿孔过程中管坯碾轧-穿孔-圆整过程受力更加均匀，温度曲线和应力曲线更为平缓；通过改进穿孔顶头设计，减小顶头圆弧段弧度，增长顶头长度，增大平直段的角度，降低咬入椭圆系数，降低轧辊速度等措施，可有效降低N08811铁镍基合金管坯热穿孔缺陷率，保证产品表面质量。

Abstract

Compared with hot extrusion process with the long cycle， low yield， and high cost， the production of UNS N08811 iron-nickel-based alloy pipes using hot piercing process can significantly reduce production costs. However， surface transverse cracks are prone to occur during the piercing process， which affects the product qualification rate and safety of use. To reduce the piercing defect rate of this product， JMatPro software was used to analyze the thermal processing performance of the material， and Simufact software was used to simulate the temperature and stress changes during the hot piercing process of N08811 iron-nickel-based alloy pipe billet； Based on spot technology tests， the suitable outlet heating temperature for hot piercing of this material was 1 130 ℃-1 150 ℃； During the piercing process， it was necessary to adjust the steel extract rhythm and control the final rolling steel temperature not to exceed 1 220 ℃； It was necessary to quickly pass through the temperature range of 660 ℃-850 ℃ to reduce the formation of harmful phases when heating and cooling； In order to reduce the temperature gradient and stress changes during the piercing process， the entire deformation process from the top contact with the pipe billet to the completion of piercing should be extended， so that the stress during the rolling piercing rounding process of the pipe billet was more uniform， and the temperature and stress curves were smoother； By improving the design of the piercing cone， reducing the curvature of the cone arc section， increasing the length of the cone， increasing the angle of the straight section， reducing the biting ellipse coefficient， and lowering the rolling speed， the hot piercing defect rate of N08811 iron-nickel-based alloy pipe billet can be effectively reduced， ensuring the surface quality of the product.

关键词

Keywords

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