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管线钢高压封头冲压成形因素与加工工艺特点{一}、厚壁高压封头冲压成形因素
随着科技的发展和社会的进步，货运行业的运输需求日益壮大。与此同时，铁路物流的热度达到了前所未有的高度，尤其是依靠铁路物流在运输粉、液、气等方面的天然优点，在易燃易爆等危险化工品的运输过程中成为选择。目前，在我国铁路的提速和重载的需求情况下，铁路罐车的设计和制造要求也相应的进一步提高。管线钢高压封头作为铁路罐车的重要承力部件，它的力学性能会对行车安 全产生直接的影响。然而，由于厚壁高压封头的尺寸大，材料厚，加工制造技术难度大，使得厚壁高压封头的成形质量成为决定铁路罐车产品质量高低的重要因素之一。
现阶段，厚壁高压封头的成形方法主要分为冲压成形、旋压成形和爆炸成形等方法。基于此，本文主要对国内外有关厚壁高压封头成形技术的研究现状与发展进行探讨，并对各种成形方法的适用情况进行对比分析。
厚壁高压封头的成形主要分为热压成形和冷压成形。热压成形是在高温的条件下进行冲压成形，所获得的厚壁高压封头塑性好，易于成形。但同时受到温度场、应力、应变场的综合作用，厚壁高压封头的形状和尺寸精度难以控制，而且在厚壁高压封头的表面容易形成氧 化层，使得厚壁高压封头的壁厚变化不均匀。冷压成形是在常温下冲压成形，由于加工硬化的作用，厚壁高压封头的强度、硬度均得到了一定的提高，对称部位的应力、应变都相同，尺寸的稳定性相对较好。但其在生产过程中，容易产生鼓包、起皱等现象。
{二}、合金高压封头的加工工艺特点
根据结构形式可将大型高压封头分为半球形、球冠形、椭圆形和碟形，其中椭圆形合金高压封头因加工工艺较简单、承载能力较高，广泛应用于低中压容器中，除高压容器采用球形合金高压封头，以及个别特殊用途之外，其余均采用椭圆形合金高压封头。常用的椭圆形合金高压封头的加工方法有冷旋压、热旋压、冷冲压、热冲压。旋压加工不需要大功率的大型冲压设备，还能避免高昂的模具费用，可根据需要灵活地调整尺寸，适用于加工大型的、非批量的椭圆形、碟形合金高压封头；
冲压加工的效率较高，适用于加工直径较小的椭圆形、碟形合金高压封头。由于受到设备冲压能力和压力容器技术要求的限制，部分椭圆形、碟形合金高压封头需要采用热冲压成形，其余均采用冷冲压成形，成形后进行热处理。Q345R合金高压封头拼缝的焊接和热处理工艺试验，研究了退火温度、正火的冷却方式对焊缝力学性能的影响；
合金高压封头成形的热过程对其拼接接头的弯曲性能和冲击韧性没有影响，对抗拉强度有削弱；
Q345R正火钢板在略高于正火温度下加热成形，并控制合金高压封头的终压温度，可以替代常规的正火处理；
采用Q345R热轧钢板，分析了力学性能和组织变化，表明在915975℃之间对Q345R热轧钢进行正火热处理，会导致其组织变粗，拉伸强度、冲击功等力学性能降低；
王传标等对冲击功不合格的16MnDR钢制热冲压合金高压封头进行化学成分、力学性能和工艺分析，发现加热温度高达1050~1100℃，过高的加热温度导致材料的冲击性能下降；
对在950~970℃加热成型的65mm厚度Q345R合金高压封头的随炉试板进行试验时发现弯曲性能、低温冲击韧性、断后伸长率、屈服强度、抗拉强度均不合格，经分析发现是母材合金元素偏析和合金高压封头热成型后冷却速度较小造成的；
对冷旋压合金高压封头的直边、过渡段和球面区分别取样进行力学性能试验，发现经冷旋压后合金高压封头母材的屈服强度、抗拉强度和表面硬度均有所提高，不同部位提高的幅度各不相同，直边段的提高幅度较大，过渡段次之，球面区较小。在经过热处理后，屈服强度、抗拉强度和表面硬度均有所下降，其中直边段降低幅度较大，过渡段次之，球面区较小，但均高于母材原始数值。冷旋压后母材的伸长率严重降低，部分出现不合格的情况，在经过去除应力热处理后，各部位母材的伸长率明显得到恢复，原下降幅度较大的直边段也恢复得较多，过渡段和球面区次之，但是均未达到钢板原始数值。
合金高压封头的加工方法对材料力学性能的影响较大，现有文献对合金高压封头热加工后力学性能的研究较多，但都是对某项不合格指标的分析和研究，未见对热冲压合金高压封头、冷冲压后去除应力热处理合金高压封头。
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