随着国民经济的迅速发展以及国家能源战略的调整,低温液化气体,如液氮、液氧、液氢、液化天然气等的应用日趋广泛。奥氏体不锈钢压力容器是液化气体的主要储运设备之一,尤其是经应变强化后的容器,因其具有显著的减薄厚度、降低重容比等特点,应用越来越广泛。封头作为容器的重要部件之一,其需求量也随之出现大量增长。冷冲压成形椭圆形封头具有表面质量好、形状规整、易于成形、成形尺寸精确,尤其是成形快速,容易实现大批量生产等优点,已被普遍用于中小型奥氏体不锈钢压力容器的制造。然而,冷冲压成形封头塑性变形较大,国内已出现多起奥氏体不锈钢封头开裂导致容器失效的案例,而关于封头塑性变形的研究却鲜有报道。多国标准,包括中国、欧盟、美国等,对冷冲压成形封头塑性变形(标准中称为变形率)计算有相关计算公式,但研究发现,这些计算公式并不能反映封头真实的塑性变形大小因此,对冷冲压椭圆形封头塑性变形预测和检测方法进行研究,包括设计阶段塑性变形预测、制造过程塑性变形检测,进而明确封头成形过程对其力学性能的影响,分析应变强化过程对封头塑性变形的影响,对于保证冷冲压成形椭圆形封头的质量,提高封头使用安全性具有重要意义。在“十二五”国家科技支撑计划资助项目(编号2011BAK06B02-05)、浙江省重点科技创新团队项目(编号2010R50001)、国际科技合作项目“重型压力容器轻量化关键技术研究”(编号2010DFB42960)等的支持下,本文以奥氏体不锈钢S30408为例,针对奥氏体不锈钢冷冲压椭圆形封头开展研究,主要完成工作如下：(1)采用ABAQUS对冷冲压成形过程进行数值分析,通过冷冲压成形试验验证了数值分析有效性,建立了封头冷冲压成形过程塑性变形数值计算方法。(2)考虑封头冷冲压成形过程塑性变形的影响(主要对厚度和材料性能影响),基于ABAQUS,对奥氏体不锈钢封头应变强化过程进行非线性分析,建立了考虑成形过程影响的封头非线性分析方法。在此基础上,分析了应变强化过程对封头塑性变形的影响。(3)基于“冷冲压成形过程塑性变形数值计算方法”,开展了不同规格椭圆形封头数值分析,对比分析了国内外标准规定的封头塑性变形计算结果之间的差异,并分析了结果差异产生的原因,在此基础上,提出了用于设计阶段的封头塑性变形预测方法。(4)基于奥氏体形变诱发马氏体相变现象,建立了封头塑性变形和马氏体相变量之间的数学模型,并基于该模型,提出了制造阶段封头塑性变形的检测方法。