工艺参数对TC6合金叶片锻造变形的影响

利用热力耦合弹塑性有限元法对TC6合金叶片锻造过程进行三维数值模拟.研究了工艺参数对叶片锻造过程中温度场、应力应变场的影响及叶片锻造卸载后残余应力的分布情况,从而揭示合金叶片锻造过程的成形规律.研究结果表明,变形温度、摩擦因子和变形速度等工艺参数对叶片的等效应力和温度场有显著影响,而对等效应变的影响相对较小;叶片终锻卸载后残余应力分布不均匀,边缘部位残余应力较大,而内部残余应力较小,锻造过程中的应力集中区在卸载后同样容易出现残余应力的集中.     

单榫头叶片精锻成形规律三维热力耦合有限元模拟研究

单榫头叶片是航空发动机中的一类重要叶片.本文以单榫头叶片精锻过程为研究对象,采用热力耦合方法,利用自行开发的面向叶片精锻过程的三维刚粘塑性热力耦合有限元数值模拟系统3D-CTM,模拟分析了不同工艺参数(变形速度、摩擦因子以及坯料锻造温度)下的单榫头叶片精锻过程,研究了不同工艺参数对叶片精锻成形规律的影响.该研究对制定叶片精锻工艺以及发展叶片精锻技术具有重要的理论意义和实用价值.     

TC4钛合金锻件锻造过程三维热力耦合有限元模拟

某钛合金零件是应用于航空工业的重要部件,在锻造过程中由于锻件头部变形较大,整体变形不均匀,如果模具尺寸设计不当,很容易引起锻造缺陷的产生.针对以上情况,本文建立了该钛合金锻件锻造过程的三维热力耦合有限元模型,利用刚粘塑性有限元法,对锻件的变形情况进行了数值模拟,得到了变形过程中锻件的充型情况以及温度场和应力场的场量分布,并对锻造缺陷的成因进行了分析.数值模拟与锻造试验吻合较好,为生产工艺的制定提供了有效的参考.     

粉末烧结体镦粗成形过程热力耦合有限元分析

依据成形中热与力的相互影响,建立了用于模拟粉末烧结材料锻造过程的可压缩刚粘塑性热力耦合有限元列式。对材料为AL6061的粉末烧结体坯料在不同条件下镦粗成形过程进行热力耦合模拟,得到成形过程中的变形、温度以及相对密度的分布状况。热力耦合技术的运用,可以更加精确地描述粉末锻造成形过程,这对确定工艺参数及提高产品质量有重要意义。     

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。     

3Cr2MnNiMo钢锻件等向性的有限元模拟研究

利用三维热力耦合有限元模型,对3Cr2MnNiMo钢锻造过程中锻件的温度场、应力场以及等效应变场进行了分析,预测了变形过程中的金属流动规律。通过对3Cr2MnNiMo钢进行热力模拟试验,获得该钢的高温热变形抗力,确定了其高温本构模型,并提出了采用方向累积变形功衡量锻件等向性的方法,对不同锻造方式锻件的等向性进行了分析。结果表明,采用热力耦合的方法分析不同的锻造过程,能反应锻造过程的基本特征,对减少生产成本,改善锻件成型质量具有重要意义。在有限元模拟条件下,采用方向累积变形功衡量锻件等向性符合实际,对优化锻造工艺有较好的指导作用。     

压气机静子叶片锻造过程的三维刚粘塑性有限元模拟

利用三维刚粘塑性有限元法对某重型燃机压气机静子叶片的锻造过程进行了数值模拟分析,揭示了叶片锻造变形规律,并以实际锻造工艺试验对其进行了试验验证。锻造工艺试验与数值模拟结果吻合较好,从而验证了数值模拟结果的可靠性。该研究对压气机静子叶片锻造工艺的优化设计具有重要的指导意义。     

Ti-6Al-4V-2Fe合金的多向锻造工艺有限元模拟及微观组织研究

采用有限元方法,对Ti-6Al-4V-2Fe合金的9次换向锻造工艺过程进行了热力耦合数值模拟,获得了合金在该变形工艺下的温度场和应变场的演化规律,并结合温度计算结果,分析了合金锻件内部6个典型位置的金相组织。研究结果表明:工件内大部分区域的变形在β单相区完成,由于这部分区域的降温速率和变形量均较小,所以转变组织为片层状魏氏组织,并存在明显的原始β晶界;在工件表面区域,由于变形温度很快降至α+β两相区内,所以最终转变为网篮组织;随着换向锻造工艺的逐步进行,工件内部的等效应变量逐步增加,锻后等效应变值的分布由中心向表面逐渐减小。     

轻卡转向节锻造成形有限元分析

提出了卡车转向节卧式锻造一火成形新工艺。基于刚粘塑性有限元理论,对转向节的一火锻造成形的各个工序建立了三维热力耦合有限元模型。利用大型有限元分析软件对各工序成形过程进行数值模拟,优化得出制坯的合理形状及尺寸,预、终锻过程中金属在型腔的流动过程及充填情况和等效应变及载荷—行程曲线分布,物理实验与模拟结果基本吻合,该工艺已用于实际锻件生产。     

薄壁件锻造成形工艺及数值模拟技术研究

分析了薄壁件的结构特点,对叶片类薄壁件的锻造成形工艺进行了研究;结合企业生产实际,分析了模锻工艺中的精密模锻的特点和方法,简述了叶片精锻件及模锻模具生产流程;介绍了叶片类薄壁件锻造成形数值模拟技术。采用有限元软件Deform-3D,实例模拟和分析了叶片类薄锻件锻造变形过程,详述了该软件的操作流程和分析方法,以期获得变形过程中的材料塑性变形行为、流动规律等,为叶片工艺及结构的参数选择和模具设计提供了参考。     

B50A789第1级静子叶片裂纹缺陷分析

采用B50A789材料制备的压气机叶片产生的缺陷,主要是由于原材料内部夹杂、局部偏析、组织粗大,带状偏析和折叠引起的。本研究采用金相和能谱分析方法研究了锻造压气机叶片表面裂纹的形成机理,并对其锻造裂纹的形成过程进行有限元模拟。结果表明:结合低倍及高倍形貌特征,可以得出叶片缺陷为锻造加工过程产生的折叠裂纹;通过有限元模拟分析认为锻造叶片表面裂纹是源于锻件在制坯过程中,在连接杆与安装圆盘的转接处形成啃伤台阶,导致终锻结束时在叶身形成折叠裂纹缺陷。同时通过对试验过程中锻造工艺调整,采用分料卡子对过渡区分料或进行打磨来保证转角半径圆滑过渡,可有效避免叶片表面折叠和裂纹缺陷的形成。     

燃机压气机IGV和1～3级静叶毛坯制造技术研究

针对燃机压气机IGV和1~3级静叶特点,通过采用自由锻成形方案,设计专用摔子和等高块等工装,最终实现产品批量化生产。     

RESEARCH ON INFLUENCE OF TEMPERATURE ON A PRECISION FORGING PROCESS OF BLADE WITH A TENON

1. Introduction A blade is one of the most important components used in an aero-engine. Blade forging is a three- dimensional (3D) complex forming process with high temperature and large plastic deformation. During the forging process of blade, plastic wo…     

GH4169合金小余量小尺寸静子叶片锻造工艺及显微组织控制

针对GH4169合金叶片锻件粗晶、混晶等晶粒组织不合格问题,以某压气机小余量小尺寸静子叶片锻件为研究对象,首先分析锻件结构,确定锻造工艺路线,然后通过选取2种规格坯料、5个变形量、4个锻造温度来组成12组试验,探究变形量、锻造温度对组织的影响以及演化规律,同时对选取的保温时间、锻造火次的稳定性进行分析,得到合理锻造工艺参数。研究表明,变形量在35%~45%内可获得均匀的组织,但对晶粒度大小无明显影响;温度是影响晶粒度的主要因素,大于1000℃时叶身晶粒粗化现象明显,在990~1000℃之间叶身可获得细腻、均匀的组织;预锻时组织已成形稳定,终锻无明显变化,在选取的保温时间内组织稳定;在变形量40%及锻造温度990℃下获得的叶片锻件具有优良的综合力学性能及细晶组织,均高于标准要求。     

锻坯/模具界面摩擦对汽轮机叶片模锻成形的影响

汽轮机叶片是将蒸汽能转换成机械功的关键部件,叶片精锻是叶片锻造的发展趋势.本文利用数值模拟方法,仿真了叶片金属在锻模型腔内的流动和成形过程,论述了摩擦条件对叶片精锻成形规律的影响.在锻坯金属变形充模的3个阶段,分析并讨论了不同的界面摩擦因子m对叶片模锻成形规律和模具失效的影响.数值实验结果表明:随着界面摩擦因子的增加,克服坯料金属界面流动阻力所需的附加模锻载荷增加,叶片锻件不同区域内的最大最小温度差、最大最小等效应变差,以及最大最小等效应力差增加;与此同时,锻模型腔局部最大等效应力和最大温度也增加.     

工艺参数对钛合金叶片精锻中微观组织的影响

以叶片中的一类重要叶片——钛合金单榫头叶片为研究对象，利用自主开发的并经实验验证的叶片精锻三维有限元变形．传热一微观组织演变耦合模拟系统对其精锻过程进行了模拟，研究了不同工艺参数下叶身典型截面锻后微观组织的分布规律。结果表明：随着变形温度的升高，晶粒尺寸和β相体积分数增大；随着变形速度的增大，晶粒尺寸和β相体积分数相应增大；随着模具温度的升高，晶粒尺寸分布的均匀性提高：而摩擦条件对晶粒尺寸和β相体积分数的影响不显著。     

汽轮机大叶片模锻成形工艺

分析了汽轮机大叶片应用现状、叶片特点、模锻成形关键点及其制造工艺方案，介绍了制坯工艺、成形模具设计以及大叶片模锻工艺要点。以B1080大叶片模锻成形为例，进一步阐述了只有采用合理的坯料图与制坯工艺、合理的模具结构、合理的模锻工艺才能锻造出高质量的汽轮机大叶片锻件。同时也说明采用多工序组合方法制定工艺，依据金属塑性流动规律设计模具，在确保锻件成形精度和内在质量的前提下探索大叶片锻件模锻成形技术。     

基于多场耦合分析的TC4叶片精锻成形的微观组织模拟

针对TC4钛合金叶片精锻过程,运用三维刚粘塑性有限元模拟方法,采用能反映微观组织演变对材料流动应力影响的本构关系和Yada形式的微观组织预测模型,实现了TC4叶片精锻过程的有限元变形-传热-微观组织演变耦合分析,模拟预测了叶片精锻成形的微观组织,获得了叶片精锻成形的晶粒尺寸和体积分数的分布规律,并分析了变形温度对晶粒尺寸和体积分数的影响,为合理确定叶片精锻工艺和控制叶片质量提供了一定的依据。