TiAl合金包套锻造的数值模拟

运用有限元软件Deform-3D对TiAl合金包套锻造过程进行数值模拟,分析不同包套厚度对TiAl合金坯料温度场、应力场及等效应变场分布规律的影响。通过力学计算得出了保证TiAl合金坯料和包套之间协调变形的包套厚度。模拟研究发现,包套厚度对TiAl合金坯料锻造过程有重要的影响。随着包套厚度的增加,坯料的温度标准差(SDT)和应变梯度均减小;而TiAl合金坯料和包套的接触面积及坯料受到的侧压力均增大。     

锻造对喷射成形Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si合金组织和性能的影响

采用喷射成形和锻造工艺制备了Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si合金．通过金相、扫描电镜和力学性能测试等实验，对锻件组织和性能进行了分析。结果表明：“闷车＋包套锻造”工艺对喷射成形Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si合金坯件的致密化效果好于用自由锻造和包套锻造致密化的合金，采用该工艺可以制备出组织和性能优良的耐热铝合金材料。“闷车＋包套锻造”锻件在室温下的抗拉强度（σb）达到407MPa，屈服强度（σ0.2）达到344MPa，延伸率（δ5）为7．6％；在315℃，锻件的σb，σ0.2，σ5分别为222，216MPa，7．2％。     

试制GH500合金采用包套锻造工艺,增加经济效益

本文根据ＧＨ５００合金的合金化程度高，变形抗力大，热加工温度范围窄等特点，针对原锻造过程存在的问题，进行研究分析，提出阴极锭包套锻造工艺，以确保合金的热加工温度，减少锻造火次，提高劳动生产率，降低能耗。此工艺经试验达到预期效果，经济效益显著增加。     

复合包套模锻新工艺研究

复合包套由金属套和隔热层组成，用复合包套模锻可获得理想的模锻温度，降低模锻时的变形抗力，细化锻件的晶粒，消除锻造裂纹，改善锻件性能，提高模具寿命等效果。本研究是应用复合包套模锻的方法，在３００ＭＮ水压机上成功地生产出需５００ＭＮ水压机才能生产的难变形合金的大型精密模锻件。     

变形量对旋转锻造钨合金组织及绝热剪切敏感性影响

对烧结态93W-4.9Ni-2.1Fe合金进行不同变形量旋转锻造,研究变形量对钨合金微观组织及绝热剪切敏感性的影响。微观组织观察结果表明,旋转锻造形变后钨颗粒沿变形方向被拉长为椭球形,随变形量由3.45%增加至42.11%,钨颗粒变形程度加剧,长径比由1.32增加至2.41;位于钨颗粒间的粘结相则沿变形方向逐渐拉长为细长的条状组织。对不同变形量的旋转锻造钨合金,沿棒料径向取样进行动态压缩试验后发现:当变形量增加至15.84%(钨颗粒长径比1.47)时,旋转锻造钨合金塑性变形方式发生改变,合金中开始出现绝热剪切现象;此后,随旋转锻造变形量(钨颗粒长径比)的增加,旋转锻造钨合金中绝热剪切带宽度减小,合金绝热剪切敏感性增大。随旋转锻造变形量(钨颗粒长径比)的增大,合金应变硬化能力减小,同时动态加载时绝热温升数值增大,软化效应增强,这是旋转锻造钨合金绝热剪切敏感性随变形量(钨颗粒长径比)增加而增大的主要原因。     

热等静压及其加锻造和热挤压粉末高温合金FGH95的组织和性能

本工作的目的在于研究不同成型工艺对粉末高温合金FGH95组织和性能的影响,以确定合适的成型工艺。采用了氩气雾化的FGH95合金粉,用热等静压(HIP)、及其加锻造和热挤压三种工艺使之致密化。对各种压坯的显微组织和机械性能进行了研究。扫描电镜和透射电镜的研究结果说明,经过锻造或挤压的合金,其显微组织有明显的改善。热等静压合金的断口是沿粉末颗粒间断裂的,这是由于显微组织中存在着原始颗粒边界(PPB),降低了合金的力学性能。在热等静压加锻造或热挤压的合金中,由于消除了原始颗粒边界,断口是穿晶断裂的,因而改善了合金的强度和塑性。采用热挤压或热等静压加锻造成型工艺比较有效。     

粉末冶金Ti-5Al-2.5Sn ELI合金稳定性分析

采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法制备了洁净Ti-5Al-2. 5Sn ELI预合金粉末,并利用包套热等静压工艺制备了全致密的Ti-5Al-2. 5Sn ELI合金叶轮。测试了6个不同批次Ti-5Al-2. 5Sn ELI合金的化学成分和力学性能,统计了不同批次粉末合金的性能及成分变化规律。研究结果表明,采用包套热等静压工艺可获得全致密的Ti-5Al-2. 5Sn ELI合金,合金成分稳定均匀,力学性能接近锻造合金的水平且稳定性好。采用该工艺制备的Ti-5Al-2. 5Sn ELI合金叶轮与包套界面反应小,且组织中晶粒细小均匀,无孔隙缺陷。     

金属包套与镍基粉末冶金高温合金之间连接区的研究

本文通过观察金属包套与粉末冶金高温合金之间连接区形貌,分析了在镍基粉末冶金高温合金毛坯表面发现明显原始颗粒形貌的原因,重点研究了不锈钢包套与镍基粉末冶金高温合金之间的连接区。结果表明:连接区内在不锈钢和粉末冶金高温合金之间存在明显的界面,界面两侧存在扩散层,距离界面最近的镍基高温合金粉末仍保持原始粉末颗粒形貌;毛坯表面发现原始颗粒形貌是靠近粉末冶金高温合金一侧的界面没有完全去除造成的;界面、界面附近粉末原始颗粒形貌的形成与C扩散及镍基高温合金粉末元素偏析有关,连接区Ⅰ厚度不小于167μm,连接区Ⅱ厚度不小于716μm。     

锻造对喷射沉积耐热铝合金AlFeVS组织性能的影响

对喷射沉积制坯进行锻造，制备了ＡｌＦｅＶＳｉ合金实验样品，通过ＴＥＭ拉伸实验以及金相技术等手段，研究了锻造对该合金组织性能的影响。结果表明：锻造可以明显改善喷射沉积的分层现象，有效地破碎了层与层之间的氧化膜，并加强了粉末颗粒的物理冶金结合，从而提高了合金的力学性能。     

高铌TiAl基合金热变形组织的均匀化

研究了热加工和热处理对大尺寸高铌TiAl基合金组织均匀化的影响.结果表明,两次包套锻造能够有效地破碎大尺寸高铌TiAl基合金铸态组织.锻造过程中,铸态组织发生较大程度的动态再结晶,合金锻后组织经过热处理未出现残留的粗大的片层组织.合金在凝固中由于偏析形成的高温β相通过热加工和随后的热处理得到了有效的消除,热处理后所获的双态组织均匀且细小.     

多向锻造道次及终锻温度对5182铝合金组织性能的影响

采用多向锻造实验的方法研究了锻造道次及终锻温度对5182铝合金组织性能的影响.研究结果表明:终锻温度为340℃时,随锻造道次由3增至6,试样锤头附近的组织破碎变细,但未发生明显再结晶;试样心部的变形组织在经3道次锻造后开始发生部分再结晶;经6道次锻造后试样心部发生完全再结晶.340℃以上进行变形时,变形程度对5182铝合金的硬度影响不大.终锻温度为230℃时,随锻造道次由3增至6,试样锤头附近及心部的组织均破碎变细,但未发生明显再结晶,经6道次锻造后试样心部为纤维状变形组织.终锻温度为230℃时,变形程度大的试样心部区域的硬度值较高.     

TC19钛合金棒材的研制

用1 t真空自耗电弧炉试制出360 mm的TC19合金铸锭。采用常规β锻造+(α+β)锻造和高-低-高锻造(即β锻+(α+β)锻+β锻)两种锻造工艺,分别制备出相同规格的60 mm TC19钛合金棒材,锻棒微观组织细小均匀,均为在β转变基体上均匀分布的等轴初生α组织。对两种工艺的锻棒进行双重退火和固溶加时效处理,处理后的显微组织和力学性能均符合MIL-T-9047标准的要求。常规锻造工艺和高-低-高锻造工艺均可用来锻造TC19合金棒材,但采用高-低-高锻造工艺得到的棒材的力学性能优于常规锻造工艺。     

铆螺钢冷镦裂纹形成与消除的研究

通过理化检测,对铆螺钢在冷镦时出现开裂现象的原因进行了分析.结果表明: 铆螺钢在冶炼和浇注过程中生成的复合夹杂物,造成其在冷镦过程中开裂的发生.通过调整连铸前的吹氩工艺和中间包的烘烤工艺,有效地避免了铆螺钢冷镦开裂现象的发生.     

制备工艺对高氮轴承钢强韧性的影响

采用的高氮马氏体不锈轴承钢经非真空感应熔炼+电渣重熔双联工艺冶炼后,分别采用锻造成型、均匀化锻造和电渣重熔连续定向凝固+均匀化锻造3种工艺进行处理。对3种工艺下的碳化物和强韧性能进行了研究。结果表明,经锻造成型处理后,试验钢的抗拉强度达到2 056 MPa,屈服强度(Rp0.2)达到1 734 MPa,但冲击功仅有2J;经均匀化锻造后强度有所降低,但冲击功较前者提高了100%;经电渣重熔连续定向凝固+均匀化锻造后钢的强度较锻造成型时没有明显的变化,硬度由57.8 HRC升高至58.5 HRC,冲击功提高了200%。经过对夹杂物、原奥氏体晶粒和碳化物等组织进行分析后发现,这主要是由电渣重熔连续定向凝固提高了钢的纯净度和均匀化锻造使碳化物的分布更加弥散所致。     

纯钼的多向锻造数值模拟及实验研究

采用DEFORM–3D有限元模拟软件对纯钼坯体多向锻造大塑性变形过程进行数值模拟,结合锻造实验,研究了变形温度、锻造压下量及锻造工步等对锻件等效应变及其均匀性分布的影响,优选出了反复拔长–镦粗的锻造工艺。研究发现,随着锻造的进行,等效应变分布趋于均匀,在第三次拔长过后,锻件心部等效应变值可达到3.75以上,锻件整体相对密度接近于100%。初始平均晶粒尺寸约55 μm的纯钼烧结坯经多向锻造后,烧结孔洞明显减少,相对密度增加,晶粒尺寸减小至2～3 μm。     

油泵齿轮轴精锻成形工艺研究及缺陷分析

针对油泵齿轮轴特殊形状设计了齿轮轴精锻模具.通过有限元仿真和精锻实验研究了齿轮轴成形过程和金属流动规律.分析了对油泵齿轮轴精锻工艺中产生齿形角隅填充不满缺陷的原因:角隅填充是成形终了时成形载荷陡增的主要原因之一,由于齿轮轴精锻模具结构的特殊性,其强度无法满足齿形角隅填充所需高成形载荷的需要.基于角隅填充状况,提出了齿形端面斜面分流和环形槽分流,并对传统精锻工艺和两种分流锻造工艺进行了有限元仿真.分析结果表明两种分流方法均能有效减小齿形角隅填充时金属流动阻力,保证齿形良好填充,降低成形载荷,并且斜面分流优于环形槽分流.锻造实验验证了有限元仿真的准确性.      

基于应力与疲劳的锻锤结构分析

锻锤是径向精锻机的一个关键部件,它的强度和使用寿命对整机的安全可靠运行具有十分重要的影响。针对弧面锻锤与平面锻锤锻造圆柱形工件的受力与寿命问题,构建锻锤锻造的有限元计算模型,进行有限元锻造模拟,对其进行应力和寿命分析及结果对比,确定锻锤易损点。结果表明:在锻造圆柱工件时,两种锻锤的等效应力主要出现在过渡圆角处;弧面锻锤受等效应力比平面锻锤小7.75%,其寿命可以增加3.9%。     

1Cr12型耐热钢棒锻造工艺对横向冲击功的影响

为了开发纵横向性能一致的叶片钢,对锻造工艺进行了改进。选取4种不同锻造工艺的成品,在边部、半径1/2处、中心部位进行取样,测量其性能,结果表明:1Cr12型耐热钢棒在δ-Fe铁素体质量分数小于0.2%,w(S)为0.001%,钢具有高的洁净度的情况下,采用快锻机四镦四拔锻造,锻制钢棒纵、横向冲击功的比值达到1.16~1.26;若采用快锻机墩拔开坯与精锻机联合成材,锻制棒材纵横向冲击功比值可达到不大于1.06。     

等温锻造速率对7085铝合金组织与性能的影响

高强度铝合金是航空航天工业的主要结构材料,本文通过研究7085铝合金的等温锻造工艺,建立等温锻造速率与铝合金组织、性能的关系.通过室温力学性能测试、剥落腐蚀及电导率测试,结合光学显微镜和扫描电镜分析,研究370℃下不同等温锻造速率对7085铝合金组织与性能的影响.结果表明:高速锻造时,出现明显的再结晶现象;中速锻造时,...     

GT35钢结硬质合金大坯料的锻造

对ＧＴ３５钢结硬质合金特大型板坯和棒坯的锻造工艺以及锻后组织进行了研究，得出了提高合格率的优化工艺，并就该合金烧结态与锻造态的显微组织的变化情况进行了分析，结果表明：合金锻造后组织均匀，致密度提高，桥接相消除。