TC14钛合金大型机匣采用等温锻造生产小余量锻件

TC14钛合金机匣是一个难度极高的锻件,采用等温锻造工艺,将半个机匣作为一个整体锻件进行锻造取得了成功.本文介绍了用模拟法研究锻件的成形,以及等温锻造工艺、热处理工艺对锻件组织、性能的影响.介绍了等温锻造的整体机匣的高低倍组织与力学性能.     

TC17合金整体叶盘等温锻造过程数值模拟及工艺参数影响

采用二维有限元模拟软件Deform-2D对TC17钛合金整体叶盘锻件的等温β模锻过程进行数值模拟,分析了整体叶盘不同部位的应变场。根据有限元模拟结果对TC17钛合金整体叶盘锻件的荒坯尺寸及工艺参数进行优化,并进行了TC17钛合金等温锻造成形工艺试验。试验结果表明,等温β模锻工艺可使TC17钛合金组织中粗大原始β相晶粒得到充分的形变,晶界析出弯曲、断续的细小α相,晶内析出交错、细小的次生α相,呈现理想的网篮组织;当应变达到0.75时,可使得整体叶盘锻件的强度、塑性及断裂韧性实现理想匹配。     

钛合金锻造工艺及其锻件的应用

介绍了钛合金的几种锻造方式,包括常规锻造、β锻造、近β锻造和等温锻造,以及各种锻造方式对组织和性能的影响。并对钛合金锻件在各个领域的应用作了综述,对钛合金的锻造工艺作了展望。     

TC4钛合金薄壁高筋构件近等温锻造技术研究

研究了TC4钛合金薄壁高筋构件的近等温模锻工艺,合理设计了锻件的尺寸与模具结构,同时利用有限元模拟软件Deform3D对闭式模锻与开式模锻下的预制坯锻造方案以及不同长度的圆棒锻造方案下锻件的成形过程进行了有限元模拟分析,从而对锻造工艺参数进行合理选取。基于近等温锻造工艺,通过多火次、增量变形的方法成形出了质量良好的TC4钛合金精密模锻件。微观组织分析表明,锻件各区域的微观组织均为既存在等轴初生α相,又存在片状β相的双态组织,且晶粒大小比较均匀。相对于原始坯料,经过近等温锻造的锻件的断裂伸长率略微下降,屈服强度变化不大,而抗拉强度与弹性模量比坯料略微上升,力学性能良好。     

等温锻造优质TC4钛合金高压前轴颈锻件研究

采用等温锻造工艺生产出优质TC4钛合金高压前轴颈的精密空心锻件,锻件表面光洁比普通锻造的锻件减轻重量60%,锻件的化学成分、力学性能和金相组织全部达到了技术条件的要求.     

有限元模拟技术在主体锻造工艺设计中的应用

采用Forge 2D/3D锻造有限元模拟软件,模拟和分析了大型锻件主体的锻造环境和变形过程;讨论了锻件温度、模具设计、锻造设备等因素对锻件成形的影响;分析了锻造过程中锻件应力应变、金属流动规律、缺陷预防、金属流线、锻件最终几何形状等因素;确定了下料重量、锻造能量、锻造火次、模具设计等锻造工艺设计中的重要参数,为实际生产中锻造工艺的制定提供了依据。     

喷射成形超高强度铝合金构件等温锻造模具设计与工艺研究

随着航空航天工业的发展,对航空零件的材料和其成形工艺的要求越来越高,而喷射成形超高强度铝合金材料因其性能优良和价格低廉的特点而广泛应用于制造航空部件。在已有的喷射成形超高强度铝合金坯料的基础上,主要研究其等温锻造模具的设计以及等温锻造工艺对锻件质量的影响,并利用Deform软件模拟了航空用端盖锻件的锻造过程,对比3种模具锻造所得锻件性能,获得了锻件的最佳锻造温度、模具的最佳预热温度、以及成形压力等工艺参数,并通过实际的锻造试验进行了验证。     

TC4钛合金鼓筒锻件锻造模拟及组织预测

采用刚塑性有限元方法和DEFORM-2D软件对TC4钛合金鼓筒锻件锻造过程和等轴初生α相的分布情况进行数值模拟,比较对击锤锻造和液压机锻造2种工艺下的温度场及应变分布情况。模拟结果表明：对击锤锻造易产生类似切削的缺陷,通过设计合适的坯料内侧倾角可以显著改善缺陷形成;液压机锻造成形后的锻件温度分布、应变分布和组织均较为均匀,不易产生锻造缺陷,是TC4钛合金鼓筒锻件成形的较优方式。液压机锻造的TC4钛合金锻件中等轴初生α相含量由心部到边缘逐渐增大,经组织验证,其等轴初生α相分布基本符合模拟云图。     

热力参数对Ti-17合金等温锻件显微组织和力学性能的影响

研究了富β相的α+β钛合金Ti-17,毛坯的原始状态(如组织形态、晶粒大小、均匀性)、热加工工艺路线、热处理制度及工艺参数对等温模锻件最终显微组织和力学性能的影响.结果表明,Ti-17合金等温锻造之前的自由锻预制毛坯对锻件的显微组织、力学性能有明显影响,直接采用晶粒较大的原始棒材在β相区等温锻造,锻件高倍组织中的α相呈鱼骨状,各项力学性能均较差;经自由锻预制坯的等温锻件显微组织细小而均匀,在两相区锻造时,获得细小均匀的等轴α组织;在β相区锻造时,获得细小均匀的网篮状α组织,各项力学性能满足要求.     

铝合金筒形机匣等温锻造模设计

等温锻造方法可有效解决复杂形状的铝合金锻件成形难问题.铝合金筒形机匣是某机型的关键零件,但现有锻造方法较为繁琐,通常为两步法,锻造过程中需要更换凸模,并且成本相对较高.本文在现有锻造方案基础上对筒形机匣的等温锻造模具进行优化改进,应用组合凹模并提出多层水平分模面方案,首次制定出合理的一步成形闭式等温锻造方案,利用DEFORM-3D软件对该成形方案进行数值模拟,获得了较为优化的工艺参数,模拟锻件成形良好,达到了理想效果,为机匣锻件的一步成形工艺提供理论支撑.     

锻造方式对TC4钛合金小规格板材制备的影响

TC4钛合金小规格板材生产一般采用铸锭镦拔锻造、板坯加热轧制的加工方式进行,对于小规格板材通常锻造时采用镦拔锻造的方式来进行,但组织性能并不能达到相对最优的状态.通过关键过程交叉对比的方式,采用普通自由锻造和镦拔锻造两种加工方式生产出相同尺寸的板坯,再使用相同的轧制工艺进行对比生产,所有的生产环节保持一致性,目的在于探...     

锻造工艺参数对TC4钛合金锻件残余应力的影响

针对非等温锻造时TC4钛合金锻件极易产生较大残余应力的问题,依据物理实验,建立并调控仿真模型,通过数值模拟的方法,对不同锻造工艺参数下的TC4钛合金锻件的残余应力进行分析。研究了变形温度、变形程度以及变形速度3个关键参量对TC4钛合金锻件残余应力的影响,揭示了残余应力的变化以及分布规律。结果表明:TC4钛合金锻件的径向残余应力关于中心轴线呈对称分布,但分布不均匀,从外表层至心部,残余应力由拉应力转化为压应力,在中心处应力较为集中;而TC4钛合金锻件的轴向残余应力从上表面到下表面分布较为均匀,且明显小于径向残余应力;关键参量中的变形温度和变形程度对TC4钛合金锻件残余应力的影响较为显著,而变形速度的影响较小,适当提高变形温度和变形速度、减小变形程度,可降低TC4钛合金锻件的残余应力。     

大型钛合金压气机盘超塑性等温锻造模具结构及工艺参数实验研究

通过超塑拉伸和压缩试验，用金属铅进行模拟实验，探讨了大型ＴＣ１１合金压气机盘超塑性等温锻造的工艺参数，模具结构，锻坯形状尺寸及润滑剂的选择、并讨论了其模具材料及加热方式的选择。     

锻造工艺对TC4-DT和TC21损伤容限型钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响

研究了不同锻造工艺（近β锻造、准β锻造、两相区锻造）对TC4-DT和TC21损伤容限型钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响,对比分析了不同锻造工艺的微观组织和疲劳裂纹扩展路径的关系。研究结果表明,与两相区锻造和近β锻造相比,TC4-DT和TC21钛合金经准β锻造后的疲劳裂纹扩展速率最低。准β锻造的锻件疲劳裂纹扩展路径曲折程度大,断口表面粗糙度大,有效地降低了疲劳裂纹扩展速率。     

基于BP神经网络的TC11钛合金工艺-性能模型预测

材料工艺与性能的关系具有复杂、非线性交互等特点。本文根据TC11钛合金力学性能与其影响因素之间的映射关系,以大量的试验数据为基础,建立了BP神经网络模型。模型的输入包括锻造温度、锻后冷却方式等热加工工艺参数;输出为常用的力学性能指标,即抗拉强度、屈服强度、延伸率和断面收缩率。运用该模型对TC11钛合金力学性能进行了预测,并通过试验数据对模型的预测精度进行了可靠性验证。同时,运用已建立的神经网络模型对TC11钛合金工艺参数与力学性能的关系进行了分析。结果表明,所建立的力学性能预测模型具有良好的外推能力,并且可以很好地反映出该合金的工艺-性能之间的复杂关系。     

损伤容限型钛合金的等温锻造温度研究

研究了TC21钛合金在5.5×10-4s-1恒应变速率、40%变形程度条件下,等温锻造温度变化对锻件组织和性能的影响。结果表明:TC21钛合金显微组织对温度变化敏感,在两相区锻造时,显微组织由初生α相和β转变组织组成,并且随着变形温度的提高,初生等轴α相的含量逐渐减少,晶粒尺寸增大;在相变点温度锻造时得到网篮组织;在相变点以上温度锻造时得到片状组织。室温拉伸强度和断裂韧性随锻造温度的升高呈现增加趋势,室温拉伸塑性明显降低。在965℃等温锻造时,显微组织为较细的片状组织,强度、塑性和断裂韧性达到较佳匹配,获得较好的综合力学性能。965℃为较佳等温锻造温度。     

有限元模拟TC11叶片等温锻坯料温度对成形的影响

本文选用了两种不同温度的坯料进行模拟分析,温度分别是915℃、935℃。TC11钛合金叶片压制采用等温锻工艺,可有效消除叶片内的冷模组织,显著提高叶片内温度分布均匀性。模拟结果显示,两种温度坯料均满足等温锻工艺要求。但是坯料温度较低时,成形完整时需要较大成形载荷,模具磨损也更明显。坯料最高温度不能超过935℃,最佳区间为925℃~935℃。其中坯料温度为935℃对于降低成形载荷更加有利。     

热力耦合作用下叶片锻造晶粒尺寸的预测

采用自行开发的面向叶片精锻过程的三维刚黏塑性热力耦合有限元模拟分析系统,并与适用于TC4钛合金锻造晶粒尺寸预测模型相结合,对热力耦合作用下单榫头叶片精锻过程的晶粒尺寸进行计算,获得叶片锻造过程中不同压下量的晶粒尺寸分布,并分析叶片锻造过程对其晶粒尺寸的影响规律。     

TC4钛合金膝关节胫骨平台锻造防护润滑技术研究

介绍了玻璃基锻造用防护润滑剂的技术参数要求、设计原则和FR系列防护润滑剂,研究了适用于TC4钛合金人工膝关节胫骨平台锻造的玻璃基防护润滑剂的组分配比、性能及涂敷厚度,解决了TC4钛合金人工膝关节胫骨平台锻造的防护润滑问题。