锻造温度对Ti6246合金饼坯组织和力学性能的影响

对Φ200 mm×80 mm Ti6246合金棒坯在985℃（β锻造）、935℃（近β锻造）、900℃（α＋β锻造）3种温度下进行锻饼试验,考察锻造温度对饼坯显微组织和力学性能的影响。结果表明：采用β锻造工艺,获得的显微组织为片层状α相＋β转变组织;采用近β锻造工艺,可获得由球形α相＋片层状α相＋β转变组织构成的“三态组织”;采用α＋β锻造工艺,可获得与原始组织相同的球状α相＋β转变组织,但锻造后球状α相含量减少。随着锻造温度降低,Ti6246合金饼坯的室温和高温抗拉强度及屈服强度呈现先降低再升高的趋势,伸长率无显著变化;高温蠕变性能无明显变化趋势;427℃下热暴露100 h后,室温抗拉强度和屈服强度呈现先升高再降低的趋势,塑性指标无显著变化。     

热包套锻造过程中P/M钛铝合金动态行为的数值模拟与物理分析(英文)

基于Deform-3D数值模拟技术和物理模拟技术,对大尺寸粉末冶金TiAl合金坯的热锻过程进行模拟分析,研究锻坯的热力学性能与温度场的相关性,获得应力、应变和温度场的分布规律以及载荷随行程和时间的变化规律等一系列高温塑变特征。在此基础上,设计新型的锻造包覆机构,并进行工程实验验证。结果表明:1150～1200°C是热包覆锻造的最优热加工温度区间,最终获得外观良好的大尺寸钛铝合金锻饼,其直径大于150mm。     

β凝固TiAl合金的包套锻造及组织优化

采用Gleeble-1500D热力模拟机对Ti-43Al-5(Nb,Mo,B)(at.%)合金在不同温度和变形速率下的位移-载荷曲线进行实验研究,根据热模拟结果制定该合金的包套锻造工艺,成功实现了包套锻造,同时对合金的锻后组织及热处理组织进行分析。结果显示,该合金在热压缩过程中,载荷先快速升高,随后保持稳定,最后继续上升;在温度1150℃,以0.1/s的变形速率对合金铸锭进行一次包套锻造至工程变形量50%,获得了质量良好的合金锻坯。合金的锻后组织由大量弯曲、破碎的层片,细小的再结晶晶粒及少量残留β相和平直层片组成。经l180℃/5h热处理后,弯曲、破碎的层片通过静态再结晶和组织球化形成细小均匀的等轴晶粒,残留β相也基本消除,组织均匀性大幅提高。     

冠型齿坯锻造过程的数值模拟

应用刚塑性有限元法数值模拟锻造加工过程，并以冠型齿坯为例进行模拟分析，结果表明数值模拟能为选择工艺参数、模具设计提供许多有益的信息，是设计模具的有力手段；同时还表明冠型齿坯的锻造分镦粗、预锻、终锻三工步，其中以预锻模的设计最为灵活、重要，合理的设计各工步是保证最终获得合格产品的保证。     

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。     

TA15钛合金大型锻坯工艺及组织与性能研究

研究了TA15钛合金大型锻坯的工艺、组织与性能。结果表明:在940～970℃加热锻造,TA15钛合金组织对加热温度敏感,随着温度的提高,初生α相含量减小,合金的室温和500℃高温强度均降低,塑性几乎保持不变,冲击韧性小幅提升;在760～840℃退火,随着温度的提升,细针状α相弥散析出,强度提升,塑性和冲击韧性变化小。锻坯锻造加热温度应控制在950℃,退火温度选择840℃。     

铝合金轮毂终锻工艺数值模拟分析

本文首先通过SolidWorks软件建立了铝合金轮毂终锻锻坯及模具,然后基于Forge软件对铝合金轮毂终锻成形过程中锻造成形速度、锻造温度及模具与锻坯间的摩擦系数进行了数值模拟分析,通过终锻成形过程中压机的载荷历程、锻坯内部的应力分布、温度场、金属流动及成形效果比较,得出铝合金轮毂终锻时的成形速速、锻造温度及润滑条件数值的选取对终锻锻坯的成形效果具有很大的影响。     

基于CAE的动车组大型铝合金轴箱体锻造工艺设计

综合考虑动车组大型铝合金轴箱体大型锻件的锻造难度和铝合金的锻造特点,以生产出高质量、高合格率的产品为目的,设计了有效合理的模锻工艺。采用Deform有限元软件对工艺方案进行数值模拟,分析其锻造过程及终锻结束后锻件温度场、应力应变分布情况。根据实际生产条件,选用300 MN液压机按照此锻造工艺进行试生产。结果显示,试制生产结果与模拟结果基本吻合,验证此锻造工艺是有效和可操作的。与以往的自由锻制坯相比,此锻造工艺中的模锻制坯有效改善了预制坯的表面质量,控制了预制坯的外形尺寸,消除了自由锻制坯过程中出现的折叠、裂纹等缺陷,提高了生产效率,在批量生产中降低了生产成本。     

大型船用柴油机连杆晶粒细化锻造工艺

通过锻造工艺仿真分析的方法,以数值模拟来代替实物试验,解决了锻压过程中遇到的问题,降低了报废率,使锻件心部晶粒度达到设计要求,从而提高了连杆的疲劳寿命。采用锻造模拟软件Forge,对连杆锻造工艺进行数值模拟研究。采用平砧锻造,两火成形。通过对锻造比及始锻温度的调整,进行工艺优化研究。改进后的工艺为:第1火始锻温度为1100℃,A区锻造比约为1. 29,B、C、D区锻造比约为1. 38;第2火始锻温度为950℃,这与常规的两火始锻温度均在1200℃以上有着本质的区别,A区锻造比约为1. 35,B、C、D区锻造比约为1. 32。锻后冷却至室温,锻件室温心部晶粒度约为8级。最终,实现了连杆锻件心部晶粒度由4级细化到8级以上的设计目标,并用工艺试验进行了验证。     

铝合金轮毂锻造组织缺陷有限元分析与工艺优化

为了消除6061铝合金轮毂锻造成形中极易出现的组织缺陷,基于有限元模拟技术,采用Deform-3D软件对高钛6061铝合金轮毂锻造成形过程进行了数值模拟,研究了轮毂热锻过程中变形温度、变形速率以及变形量对组织缺陷产生的影响。结合数值模拟结果和现有的成形工艺,获得了用来控制组织缺陷产生的优化的工艺参数组合,即高温预锻、低温终锻、降低预锻变形量、增大终锻变形量和增大变形速率。根据最佳的工艺参数组合,进行了生产试验。结果表明,优化后的成形工艺能够有效控制铝合金轮毂锻造组织缺陷的产生。     

HXD2型电力机车牵引支座锻造工艺研究与应用

通过对HXD2型电力机车牵引支座进行工艺分析,完成胎模锻工艺设计及相关模具设计,再应用数值模拟对制坯方案进行优化,对3种制坯方案和不同的模具方案进行比较,选取最优方案进行生产试制,获得形状尺寸符合要求的锻件,验证了模拟结果的准确性,实现牵引支座的锻造批量生产,可为同类锻件的成型提供参考。     

锻造工艺对Zr-4合金管坯微观结构、力学性能和耐腐蚀性能的影响

为了研究不同锻造工艺对Zr-4合金管材组织及性能的影响,基于1火次锻坯,分别在α相区、(α+β)相区和β相区进行2火次锻造,经历相同的淬火、挤压、轧制及热处理工序后,获得3种Φ63. 5 mm×10. 9 mm管坯,利用OM、SEM、TEM和EBSD分析了管材试样的显微组织,在静态高压釜中进行了500℃和400℃/10. 3 MPa蒸汽腐蚀试验,借助室温、高温(380℃)拉伸试验,对比了试样的力学性能。结果表明:2火次采用低温α相区锻造工艺,可加大锻坯组织破碎程度,实现最终管材的晶粒组织细化,从而提高了拉伸性能;第二相粒子主要沿晶界分布,晶粒细化后形成更多晶界,明显增加了第二相粒子数量,也在一定程度上改善了其分布均匀性;同时,低温锻造下的坯料表层获得更大变形,密排六方结构的管材晶粒取向发生变化,耐腐蚀性能更优的试样的柱面法向垂直于管材轧制方向。第二相粒子和织构两个方面因素的共同作用,使得Zr-4合金管材的耐腐蚀性能显著提升。     

锻造工艺对TA15钛合金扁坯组织和力学性能的影响

采用4种不同锻造工艺对TA15钛合金棒材进行热加工锻造,得到规格为80 mm×150 mm×L的扁坯,对扁坯进行800℃×1 h热处理。研究了加工工艺对其显微组织和力学性能的影响。结果表明,采用一次锻造(温度T1)/慢冷+二次锻造(温度T2)/快冷的工艺,锻出的TA15钛合金扁坯组织中初生α相含量约为10%,基体上具有较多的细小针状组织。用该工艺加工的TA15钛合金,其力学性能较其他工艺的高,横向和纵向性能差异较小,是一种性能比较优良的框锻件生产用坯料。     

一级涡轮盘锻造开裂原因分析

根据GH4 133B高温材料试验结果 ,应用数值模拟技术对高温合金一级涡轮盘锤锻工艺进行了数值模拟 ,模拟结果揭示出 :初锻温度较低、锤的间隔时间和运料时间较长可能是引起开裂的重要原因。根据对开裂原因的分析 ,提出了避免开裂的工艺方案。后续的数值模拟工作和锻造实验证明 ,应用改进的方案可以制造出合格的高温合金涡轮盘锻件     

超超临界锅炉用S31042钢的热变形加工图

  在Gleeble-3800热模拟试验机上,研究了S31042合金的热塑性及热变形行为,并建立了合金的热加工图。结果表明,在900~1250℃热变形范围内,合金均具有较好的热塑性;计算得出合金的热变形激活能为467.412 kJ/mol;通过热加工图分析得出,合金适宜初始加工温度范围在1200~1250 ℃,采用此参数锻造获得的锻坯组织细小均匀。     

高速列车铝合金轴箱体锻造工艺设计及材料变形规律

针对形状结构相对复杂的7050高强铝合金轴箱体,在Gleeble-1500热模拟试验机上对原材料进行了变形温度300~450℃、应变速率0.01~10 s-1的热模拟试验,获得了不同变形温度和变形速率下的真实应力-应变关系曲线,建立了含有应变补偿的7050铝合金Arrhenius本构关系模型;提出了一种能够合理分配材料体积的轴箱体预制坯形状,并设计了相应的挤压预锻工艺和模具结构,通过数值模拟研究了轴箱体锻造过程中金属流动规律。研究表明,挤压后的预锻件满足终锻件的体积分配要求,能够使终锻件充型饱满、流线分布合理,无折叠现象,工艺流程简化为自由锻压扁镦粗、挤压制坯和终锻3步,缩短了加工周期。在实际生产中缺乏多向锻造设备时,为轴箱体类锻件生产提供了一种可行的工艺方法。     

钛合金涡轮盘锻造时动态和有限元模拟

航空发动机涡轮盘通常是在高温下锻造而成。因为钛合金组织变化对加工温度和应变速率非常敏感,所以对锻造的工艺参数选择是很重要的。复杂形状盘件要求锻模形状合理,以便锻后盘件组织具有完整连续的金属流变分布。合理的锻造工艺参数可使锻造盘件组织中不产生切变带、晶间裂纹缺陷,并使被锻合金保持良好的加工性,锻后获得所期望的组织。依据材料变形时产生的流变热和与变形期间出现的组织变化相关的能量耗散之间的互补关系而建立的材料变形动态模拟技术(DMM),如利用柱状试样在不同温度和不同应变速率条件下进行压缩试验,并观察组织,便可在…     

Nb-W-Mo-Zr合金模锻件塑性变形过程的计算机模拟

利用DEFORM有限元数值模拟软件,对Nb-W-Mo-Zr合金模锻件的锻造成形过程进行了模拟。基于模拟结果,对胎模锻成形过程可能产生缺陷的原因进行分析,提出工艺设计的改进方案。     

Laves相NbCr_2合金粉末包套锻造的数值模拟

对Laves相NbCr_2合金粉末包套锻造过程进行了数值模拟,研究了其在锻造温度800～1200℃内的应力、应变及密度的变化规律,并分析了不同温度对它们的影响。结果表明,锻件的等效应力在整个镦粗过程中分布的不均匀,始锻温度对Laves相NbCr_2合金中间部位的应力影响更加明显;锻件的应变分布有明显变化,增大始锻温度可以使Laves相NbCr_2合金坯料的变形均匀性提高;锻件能够较好地完成致密化过程,锻造结束时平均相对密度,接近于1,始锻温度上升有利于密度的分布更加均匀。     

Ti6242S钛合金盘形锻件锻造及热处理工艺研究

采用260 mm钛合金棒材,以锤锻和压机锻造的方式试制了Ti6242S饼坯和盘形锻件,研究了锻造及热处理工艺对显微组织、力学性能以及超声检测杂波水平的影响。结果表明:压机锻出的饼坯组织和性能更优;随着固溶温度的升高,锻件初生α相减少,杂波降低;经制坯、压机锻造、热处理,锻件可获得较优的组织和性能。