基于动态再结晶仿真的40Cr轴锻件锻透性研究

合理的拔长工艺可有效利用动态再结晶机制对大型轴类锻件充分改性.建立宏微观耦合仿真模型,对Φ300 mm×4000 mm的轴锻件的拔长过程进行数值模拟,综合考虑了变形、热传导、变形生热、摩擦生热、动态再结晶等多个因素.分析发现在下压的第2圈即累计压下率约为9%时,材料达到了临界应变条件而发生动态再结晶;随着压下率的增加,动态再结晶体积分数升高;当压下率达到约30%时,随材料心部有67%的区域充分改性;拔长后约60%的区域动态再结晶晶粒尺寸低于100μm,晶粒细化.     

基于热力耦合的42CrMo曲轴预成形动态再结晶模拟分析

利用刚粘塑性有限元与动态再结晶演化热力耦合的方法,进行了42CrMo曲轴预成形过程变形与动态再结晶的热力耦合模拟,分析发现曲轴锻件内部有50.280%的区域完全动态再结晶,即获得锻造改性,约有11%的区域动态再结品体积分数为86%.同时选取了曲轴的一个平衡块,分析了平衡块部位动态再结晶晶粒的分布规律,模拟发现细晶区主要分布在等效应变较大的心部、挨着毛边的区域,而粗晶区分布在平衡块的上下两侧区域.     

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。     

汽车万向节叉热挤压成形的数值模拟分析

采用刚粘塑性有限元法对万向节叉热挤压成形过程进行数值模拟分析,综合考虑了变形、热传导、变形生热、摩擦生热等多个因素,得出了成形过程中金属流动变化的3个阶段。研究了摩擦条件和终锻温度对成形力的影响,得出良好的润滑条件和给模具进行预热,能够有效的控制成形力,有利于金属的流动及提高模具寿命。     

基于数值模拟评价刮板锻造工艺的研究

以运输机刮板锻造工艺为研究对象,通过数值模拟研究了变形、热传导、变形生热、摩擦生热和磨损等因素对体积成形的影响,建立了成形过程中多因素动态耦合仿真模型。应用Archard模型分析了模具在复杂多因素耦合情况下的磨损,预测了单次磨损的深度分布,为间接预测模具寿命提供了依据。分析了锻造成形后的模具及锻件温度场分布、成形载荷等,为评价刮板热塑性成形工艺提供了理论依据。     

枝叉管形锻件的剪—挤变形规律模拟实验研究

给出枝叉管形锻件剪－挤变形工艺的理论基础及其工艺性要求。通过物理模拟实验得出一种枝叉管形件－－截止阀体锻件的剪－挤变形关键工艺参数（即成形条件）;通过网格试验研究分析了枝叉管形件剪－挤工艺过程的金属流动情况及其变形规律;由剪－挤和镦－挤成形枝叉管形件的挤压力对比模拟实验,得出剪－挤成形过程挤压力降低规律,并验证了该工艺节能省力的特点。结果表明,利用剪－挤成形新技术可以在千吨级中型锻造设备上开发大型枝叉管形锻件的成形工艺。     

Mg-3Y合金大应变量轧制过程中的孪生辅助动态再结晶及组织演变

采用预挤压加单道次大应变量热轧制的方法制备了Mg-3Y（质量分数,%）合金板材。并研究了大应变量轧制过程中不同孪晶类型对合金动态再结晶（DRX）及组织演变的影响。结果表明,在挤压比为8:1的预挤压过程中,合金内部发生了几乎完全的动态再结晶。而在接下来的大应变量热轧制过程中,孪生变形尤其是■压缩孪晶及■双孪晶在协调合金的塑性应变中发挥了重要作用。此外,大量动态再结晶在压缩孪晶及双孪晶内部发生,并扩展到非孪晶区域,有效缓解了轧制过程中的内应力集中。上述2个过程对提高合金在大应变量轧制中的成形性均起到了促进作用。     

滑动叉模锻成形技术北大核心CSCD

叉类锻件的工艺难点是劈叉,其材料利用率一般较低。通过分析某一型号短空心轴滑动叉的外形和金属分布规律,提出了弯曲成形U形叉、挤压成形空心杆的模锻思路,制定了5步模锻工艺方案。预锻成形时进行弯曲和挤压复合变形,毛坯在凸模作用下弯曲为U形,并挤压成形部分杆部;终锻成形时,利用预锻件的外形定位,挤压成形空心杆部,并对U形叉进行整形。模拟了预锻和终锻成形过程,验证了理论分析的正确性。根据制定的成形方案,设计制造了锻模,并模锻成形出合格的锻件。该方案避免了开式挤压劈叉工艺造成的材料流动不均匀的问题,同时成形了空心杆部、降低了金属消耗和机械加工量,而模锻成形产生的飞边和冲孔连皮可利用模具切除。相对于坯料水平分模开式模锻,该方案材料利用率提高约15%,对生产具有一定的指导意义。     

万向节叉热成形过程模拟研究

建立了万向节叉热成形工艺的刚粘塑性有限元模型，分析了在不同毛坯尺寸下万向节叉热成形过程的变形情况及可能产生的缺陷，为获得合理的毛坯尺寸提供了理论依据。     

AZ40M镁合金再结晶动力学模型研究及数值模拟

在Gleeble-1500D热模拟机上对AZ40M镁合金进行了热压缩实验。实验的变形温度为250~400℃,变形速率为0.001~1s-1。由实验数据建立了AZ40M镁合金在热变形过程中的再结晶动力学模型,并分析了AZ40M在不同变形条件下动态再结晶分数。以方形孔轴类零件挤压成形为例,对它的成形过程进行了数值模拟,比较了成形后再结晶分数的分布。结果表明:当提高变形温度或降低变形速率时,材料的动态再结晶区域明显增加且在同一部位材料的动态再结晶分数也明显增大。     

Microstructure Development during Extrusion of Mechanically Alloyed Powder

ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｕｒｉｎｇＥｘｔｒｕｓｉｏｎｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙＡｌｌｏｙｅｄＰｏｗｄｅｒＳｈａＷｅｉ（沙维）（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｈｅＱｕｅｅｎ’ｓＵｎｉｖｅｒｓｉ...     

Microstructure Development during Extrusion of Mechanically Alloyed Powder

ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｕｒｉｎｇＥｘｔｒｕｓｉｏｎｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌｙＡｌｏｙｅｄＰｏｗｄｅｒＳｈａＷｅｉ（沙维）ＤｅｐａｒｔｍｅｔｎｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｈｅＱｕｅｅｎ′ｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏ...     

封闭锻造挤压镁合金同步提高强度和塑性（英文）

介绍一种用于AZ31镁合金的新型连续塑性工艺,即闭式锻造挤压。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子背散射衍射和拉伸和压缩试验研究合金微观结构的演变和强化机制。结果表明,该工艺可以促进动态再结晶,消除粗大的未动态再结晶晶粒区域,有效细化晶粒,并提高合金的强度、塑性和各向异性。晶粒细化主要归功于应力,促进再结晶的形核并细化组织。完全再结晶的超细晶组织同时提高了强度和塑性。经过60 s封闭锻造和连续挤压后,合金表现出较高的力学性能,其拉伸屈服强度、抗拉强度、抗压强度、伸长率和屈服不对称性分别为305 MPa、337 MPa、295 MPa、27%和0.97。     

终锻温度对GH4738高温合金热变形行为的影响

采用非持续加热方式设计非等温热模拟压缩实验,模拟不同终锻温度条件下GH4738高温合金的热变形行为,并结合组织观察分析终锻温度对GH4738合金组织均匀性以及后续热处理过程组织遗传性的影响规律。研究结果表明,在相同始锻温度条件下,终锻温度过低会抑制GH4738合金热变形过程中动态再结晶的发生,从组织上表现为再结晶程度较低,从流变曲线上表现为变形抗力明显升高;并且由于终锻温度过低所导致的不充分再结晶组织,在后续热处理过程中易发展为混晶组织,从而影响合金的组织均匀性。为保证锻件组织均匀性,在制备过程中应合理控制终锻温度。     

镍基高温合金GH4698的热变形组织演变机理

采用热模拟等研究方法,对不同变形工艺条件下的GH4698热变形组织演变机理开展了研究。结果表明:高温低速变形有利于动态再结晶进行,材料发生完全动态再结晶的初始变形温度大于1150 ℃;从工程角度出发,合金初始变形温度推荐1200 ℃,采用低速变形原则(0.01~0.1 s^-1),为获得相对均匀的锻造组织,终锻温度应高于1050 ℃,锻造过程可多火次完成;经GJB 3782标准推荐多级热处理后,晶粒内部存在大量弥散分布的γ′纳米析出物,起到良好的析出强化作用。     

热机械加工对EW75镁合金组织与性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和拉伸试验机等手段,研究了恒温多向锻造工艺对EW75镁合金显微组织和力学性能的影响,并分析了动态再结晶机制。结果表明,500和470℃锻造态EW75镁合金薄板都发生了动态再结晶,而440和410℃锻造态EW75镁合金薄板中可见大量细小颗粒状析出相,未见明显动态再结晶组织,且在平行于锻压方向上,可见原始晶粒形貌以及颗粒状析出相,而在垂直于锻压方向上,可见明显加工变形流线。470℃锻造态EW75镁合金薄板发生了完全动态再结晶,平均晶粒尺寸约为15μm,且合金中动态再结晶晶粒大部分为大角度晶界。经过锻造处理后的EW75镁合金薄板的强塑性相较于固溶态均有明显提升,随着锻造温度的降低,EW75镁合金薄板的抗拉强度和规定塑性延伸强度都呈现逐渐上升的趋势,而断后伸长率则表现为先增加后减小的特征。在470℃锻造时,EW75镁合金薄板具有最好的塑性,这主要与完全再结晶协调塑性变形以及较大的晶粒间取向差有助于晶面滑移有关。     

粗晶GH4720Li合金热变形行为与动态再结晶特点

为了模拟难变形镍基高温合金GH4720Li开坯锻造过程,采用Gleeble-3800热模拟试验机研究经均匀化处理的GH4720Li铸锭高温压缩变形时的力学流动行为,分析高温变形过程中微观组织演化规律。结果表明,GH4720Li合金在1100℃,0.1 s-1条件下应力水平达到250 MPa,且应力对热变形温度和应变速率敏感,动态再结晶是主要的软化机制。粗晶组织提高了合金动态再结晶临界变形温度和应变速率,如在变形量为60%,变形条件为1140℃,0.001 s-1和1180℃,0.001s-1才能发生完全动态再结晶。计算的粗晶GH4720Li合金热变形激活能Q=1171kJ/mol,较高的热变形激活能表明粗晶组织不利于热塑性变形和动态再结晶的发生。基于本研究,铸态GH4720Li合金开坯温度应高于1140℃,同时保证较低的应变速率,以确保动态再结晶的充分发生,实现枝晶组织破碎。