楔横轧轴类件热变形时奥氏体微观组织演变的预测

运用Gleeble-3500热模拟实验机对轴类件用钢40Cr高温热变形的组织形态进行研究,并由金相分析数据回归得出高温奥氏体组织演变数学模型．然后利用非线性有限元法建立了金属成形过程中热、应力、组织相互耦合的刚塑性有限元模型．采用该模型对二辊楔横轧成形工艺进行仿真计算,得出了轧后工件的温度场、变形场、高温奥氏体晶粒尺寸分布等．对比轧后工件奥氏体组织分布的计算结果与实测值可知,两者吻合良好．     

楔横轧不同变形阶段的微观组织演变分析

运用三维刚塑性有限元DEFORM-3D软件对GH4169合金零件的楔横轧成形进行变形、传热、微观组织演变的耦合数值模拟,揭示轧件在楔横轧成形过程中各个变形阶段(楔入段、展宽段和精整段)微观组织的演变规律,分析轧件平均晶粒尺寸在不同变形阶段变化的具体原因。结果表明,楔横轧成形GH4169合金轧件时,虽然温度低、应变率高,但楔横轧特有的大变形仍能使动态再结晶发生并完成,从而得到细小均匀的晶粒组织;轧件晶粒的细化程度随断面收缩率的增大而增大;轧件在高温下主要发生晶粒长大,因此减小精整段的长度以及缩短进入下道工序的时间,可以避免粗晶的产生,提高成形件的综合力学性能。     

环形铸坯热辗扩成形微观组织演变规律研究

建立了铸态42CrMo钢的微观组织演变模型和环件热辗扩三维刚塑性有限元模型.基于DEFORM-3D软件平台,对微观组织演变和宏观热力学行为进行了耦合模拟,研究了环形铸坯热辗扩成形过程中芯辊进给速度对动态再结晶晶粒尺寸和体积分数分布的影响规律.结果表明,在变形量比较大的环件外层和内层容易发生动态再结晶,晶粒尺寸细化明显;...     

基于铸坯的环件热辗扩过程微观组织演变研究

根据建立的环形铸坯热辗扩成形刚塑性有限元模型和铸态42CrMo钢动态再结晶数学模型,基于DEFORM-3D软件平台,综合考虑了变形、传热和微观组织演变等因素,对辗扩过程中的变形和动态再结晶行为进行宏微观耦合模拟.结果表明:在环形铸坯热辗扩成形过程中,动态再结晶程度较低,等效应变和晶粒尺寸呈现环带状分布,环件的内外层等效...     

楔横轧非对称轴类件微观组织演变的预测

楔横轧轴类件成形不但是成形零件的形状,而且更重要的是通过塑性变形提高产品的力学性能.利用非线性有限元建立了变形—传热—微观组织相互耦合的刚塑性有限元模型,采用该模型对楔横轧非对称轴类件成形工艺进行了仿真计算.结果表明,非对称轧制有下列特点:弱侧晶粒细化程度更高,强侧晶粒细化不足,台阶心部晶粒能得到有效细化.这些能为进一步提高楔横轧非对称轴类件质量和力学性能提供理论基础.     

气门毛坯局部镦挤终锻成形工艺研究

根据气门毛坯楔横轧-模锻成形工艺中楔横轧和终锻工艺特点及要求,设计了不同初始直径的预成形坯料,运用DEFORM-2D软件对其终锻时的局部镦挤成形过程进行数值模拟,获得了终锻成形中头部金属将同时产生径向和轴向流动、轴向流动导致杆部增长以及工件内变形分布等规律,根据杆部增长量与预成形毛坯形状尺寸及成形条件的关系,确立了预成形毛坯的设计原则,采用终成形实验验证了预成形毛坯设计的正确性.实验表明,楔横轧-模锻工艺能获得高组织性能的气门毛坯.     

三辊楔横轧空心件热变形时微观组织的研究

利用非线性有限元建立了金属成形过程中热、力、组织相互耦合的刚塑性有限元模型,采用该模型对三辊楔横轧空心件成形工艺进行仿真计算,得出不同阶段轧件的晶粒尺寸变化规律.在此基础上,应用正交实验法探讨了空心坯料轧制时壁厚、断面收缩率、轧制温度对晶粒尺寸的影响.结果表明:轧制温度对晶粒尺寸影响显著,其次依次为肇厚、断面收缩率.     

T91钢楔横轧成形微观组织演变模拟分析

T91钢是在9CrlMo钢的基础上添加V、Nb、N等元素而形成的一种新型马氏体型耐热钢,具有较高的高温综合性能且用途广泛。利用有限元软件DEFORM-3D对T91钢楔横轧成形过程进行了数值模拟,揭示了T91钢轧后横、纵截面微观组织的分布规律,以及工艺参数对T91钢动态再结晶体积分数及奥氏体平均晶粒尺寸大小的影响。在H500轧机上进行了系列轧制实验,验证了模拟的可行性。结果表明,在轧制温度900℃、轧辊成形角20°~24°、展宽角5°~6°时轧制的T91钢晶粒尺寸细化较好,改善了T91钢的强度和硬度、塑性和韧性。     

基于热力耦合的42CrMo支撑座成形动态再结晶模拟分析

在综合考虑了成形、热传导、产热及动态再结晶的情况下,采用了刚粘塑性有限元与动态再结晶演化热力耦合的方法,建立了宏观与微观相结合的工艺模型,对42CrMo钢支撑座进行了锻造过程变形和动态再结晶的热力耦合模拟。结果表明:在宏观上,支撑座制件成形良好;从微观角度分析,晶粒尺寸介于18.6～22.1μm的金属所占体积百分比最大,为28.962%;约有67.244%的金属发生了完全动态再结晶。此外还分析了该锻件的一个重要受力截面,该截面内部晶粒尺寸较锻件顶部与底部的晶粒尺寸略大些,这是由于内部长时间高温使得晶粒二次长大。     

不同铸态42CrMo坯料尺寸下环件径轴向辗轧成形组织演变规律

基于铸坯的环件径轴向辗轧成形新技术面临的瓶颈问题,对坯料铸态组织的演变规律与合理控制进行研究。对某环件双向轧制,铸坯的尺寸将决定变形程度和径、轴向的变形量分配,从而对最终环件的组织起着至关重要的作用。该文基于ABAQUS平台,建立了42CrMo钢铸坯环件径轴向热辗轧宏微观耦合有限元模型;采用一种基于轧比K和径轴向变形量分配比tanα的坯料尺寸设计方法,针对同一环件的轧制过程,设计具有不同K和tanα值的不同尺寸的多个环坯,模拟不同铸态42CrMo坯料尺寸下环件径轴向辗轧过程组织的演变规律。结果表明,随着K值增大,环件动态再结晶程度增加,平均晶粒尺寸减小且分布逐渐均匀;随着tanα值增大,环件上下端面区域动态再结晶程度增大,平均晶粒尺寸减小,沿环件轴向平均晶粒尺寸分布逐渐不均匀,而内外表面区域动态再结晶程度减小,平均晶粒尺寸增大,沿环件径向平均晶粒尺寸分布逐渐均匀。