空心阶梯轴温挤压成形数值模拟

目的研究空心阶梯轴温挤压成形的可行性。方法根据空心阶梯轴的结构特点,确定了成形方案,并利用Deform-3D软件进行了有限元数值模拟分析,对成形方案进行了验证。结果根据模拟结果得出,锻件的成形效果较好,没有出现充不满和折叠等缺陷,尺寸精度也较好。结论采用温挤压成形工艺成形空心阶梯轴,获得了满足尺寸要求的空心阶梯轴,成形过程稳定可靠,成形工艺可行。     

热处理制度对TC4钛合金风扇盘组织和性能的影响研究

随着国产大飞机及其发动机的自主研制,TC4钛合金被用来制造发动机风扇盘,该风扇盘锻件尺寸大、结构复杂,且为工作时承受很大载荷的转动件,对TC4钛合金锻件综合力学性能要求苛刻。为提高风扇盘锻件的组织与力学性能水平,需要对其热处理工艺进行系统的研究。研究了不同热处理制度对TC4钛合金风扇盘锻件组织和性能的影响。采用光学显微镜分析了锻件的显微组织,测试了锻件的拉伸性能、断裂韧度和应变控制的低周疲劳性能等力学性能。试验结果表明:与普通退火相比,固溶时效处理后具有更好的组织均匀性和综合力学性能;固溶温度升高,室温、400℃拉伸强度增加,但室温应变控制的低周疲劳性能和断裂韧度稍微有所降低;固溶后的冷却速率增加,室温、400℃拉伸强度增加,室温应变控制的低周疲劳性能和断裂韧度稍微降低;TC4钛合金风扇盘锻件最佳的热处理制度为T_β-(40~60)℃/2 h,WQ+700℃/2 h,AC。     

TC8合金转子叶片锻造工艺研究

为研制一项TC8合金转子叶片,并达到提高锻造生产效率、降低生产成本的目的,进行了锻造工艺性试验、工艺参数试验,研究了TC8合金锻造工艺适应性以及加热温度、变形程度对低倍组织、显微组织及力学性能的影响.结果表明,TC8合金十分适合锻造工艺,采用较低的锻造加热温度能够获得初生α相含量更高的等轴组织,变形程度在40%以内所获得的组织均匀性较好.在此基础上,依据TC8合金转子叶片单榫头、小尺寸的结构特点,采用了高效的挤压制坯+终锻成形工艺,通过叶片锻造成形试验,试制出了具有均匀且状态理想的金相组织、良好表面质量的TC8合金转子叶片锻件,表明了所制定的叶片成形工艺及工艺参数合理可行.     

Ti150合金离心叶轮锻件工艺优化

目的 解决Ti150合金离心叶轮锻件低倍组织不均匀和锻件力学性能离散性较大的问题。方法 通过对锻件进行金相组织分析,再利用EBSD、DEFORM等工具分析锻件成形时应变分布及组织特点,探索低倍组织不均匀和锻件力学性能离散性较大的原因及解决方法。通过对棒材进行六方拔长、倒棱、平头和滚圆等处理,实现从圆棒到六方形再到圆棒的变形过程(改锻),使棒材各部位的变形均匀,达到消除微织构的目的。结果 对棒材进行反复镦拔(改锻),可有效消除棒材中的微织构并改善低倍组织的不均匀,是控制锻件力学性能离散性的重要措施。结论 中间坯组织的均匀性是影响低倍组织不均匀和锻件力学性能离散性的主要因素,通过对棒材进行改锻,Ti150合金离心叶轮锻件的组织及力学性能优异,满足相应的技术要求。     

一种细化AZ31镁合金的固液两相区复合挤压工艺

为了通过细化晶粒提高镁合金综合力学性能,基于“工艺耦合,缩短流程”的想法,提出固液两相区挤压剪切复合成形工艺。以AZ31镁合金为研究对象,结合Anycasting技术,对固液两相区成形过程的浇铸过程及凝固过程进行模拟研究;结合实际实验选取合适的挤压参数,从而有效细化AZ31的组织并提高综合性能。结果表明:AZ31在变形区中因枝晶破碎和压力对过冷度的影响等促进了形核,在有效细化晶粒的基础上保证了尺寸的均匀性;且液相的存在有助于协调挤压过程中的变形,减少滑移和孪生变形对织构的影响,显著降低挤压织构的强度,180°角的基面宏观织构极值强度仅为5.3。剪切角能进一步细化晶粒,并提高综合力学性能;当剪切角度为150°时,综合力学性能最优,屈服强度为222 MPa,抗拉强度为309 MPa,伸长率为8%。     

2024铝合金筒形件流变挤压铸造研究

目的以2024铝合金为例,研究变形铝合金流变挤压铸造成形件的组织和力学性能,探讨采用流变挤压铸造的方法成形高性能变形铝合金结构件的可行性。方法采用机械搅拌法制备了2024铝合金半固态浆料,采用不同机械搅拌温度和时间进行半固态浆料的制备,并对半固态浆料进行流变挤压铸造。研究了机械搅拌温度和搅拌时间对筒形件组织和力学性能的影响。结果成功制备出了2024铝合金筒形件。随着机械搅拌温度和搅拌时间的提高,筒形件的微观组织能得到细化,同时组织中固液相分布更加均匀,因此筒形件的力学性能也有所提高。结论对变形铝合金2024采用半固态流变挤压铸造进行成形的方法是可行的。半固态浆料最佳制备工艺参数为625℃时机械搅拌25 min,在此工艺参数下,流变挤压铸造2024筒形件的抗拉强度可达264 MPa。     

2 m级大尺寸高温合金机匣精密成形工艺研究

目的 为满足某型号燃气轮机用2 m级大尺寸高温合金机匣整体精密成形的要求,在保证组织与性能均匀性的同时,进一步提高材料利用率.方法 通过数值模拟优化环件精密成形工艺,对制坯及环轧过程的热力参数进行分析,并将其与组织性能结果进行对比.结果 通过胎膜制坯+异形环轧成形大尺寸高温合金环锻件,锻件成形完整,热力参数分布均匀,显...     

皮带轮温精辗压近净成形工艺模拟分析

为了克服当今皮带轮生产中材料浪费、生产率低、精度低等缺点,提出了皮带轮两步温精辗压近净成形新工艺。通过数值模拟的方法,分析了其成形过程和载荷,以及影响锻件成形质量的几个关键因素。数值模拟结果表明:工艺方案合理可行。锻件外围部分变形量大,变形均匀,质量高,所需成形力小。模具形状和运动参数匹配对成形质量和载荷影响很大,模具运动方式可以自由选择。     

AlSi7MgBe合金的半固态挤压成形

对采用近液相线半连续铸造技术制备的AlSiTMgBe合金坯料进行半固态挤压成形,通过组织与性能的分析,研究了AlSi7MgBe合金的半固态挤压成形性.结果表明:用近液相线半连续铸造技术制备的AlSiTMgBe合金坯料具有均匀,细小的蔷薇状组织,在575℃对其二次加热可获得稳定的、适合于半固态触变成形的球化组织,进行半固态挤压成形可获得表面光洁,组织细小,分布均匀的成形件,在540℃固溶5 h然后175℃时效10 h处理,其抗拉强度为325 MPa,伸长率为14.6%,表明具有良好的半固态挤压成形性.     

Semi–solid thixo-extrusion of AlSi7MgBe alloy

对采用近液相线半连续铸造技术制备的AlSi7MgBe合金坯料进行半固态挤压成形, 通过组织与性能的分析, 研究了AlSi7MgBe合金的半固态挤压成形性. 结果表明: 用近液相线半连续铸造技术制备的AlSi7MgBe合金坯料具有均匀、细小的蔷薇状组织, 在575℃对其二次加热可获得稳定的、适合于半固态触变成形的球化组织, 进行半固态挤压成形可获得表面光洁, 组织细小、分布均匀的成形件, 在540℃固溶5 h然后175℃时效10 h处理, 其抗拉强度为325 MPa, 伸长率为14.6%, 表明具有良好的半固态挤压成形性.     

热变形方式对2D70耐热铝合金组织与性能的影响

分别采用常规变形方式(直接挤压)、强变形方式(3次多方锻造与挤压变形相结合)制备了大规格2D70耐热铝合金棒材,利用金相显微镜、透射电镜、力学性能测试、电导率测试等手段对比分析了两种工艺所获得棒材的变形态、固溶态显微组织特征以及195℃人工时效强化特性差异。结果表明,与传统直接挤压方式相比,采用强变形工艺所获得的基体组织相对均匀,合金中各类第二相破碎严重、分布合理;经强变形破碎的Al2CuMg、Al2Cu等可溶第二相可在固溶处理过程中充分回溶以提高时效强化潜力,同时,Al9FeNi、Al7Cu4Ni等难溶第二相的尺寸、形态与分布通过强变形得以合理调控,使得合金棒材在195℃人工时效的过时效阶段具有更优越的抗过时效能力,合金热稳定性较好。     

连轴体成形工艺模拟分析

根据连轴体件凸缘较宽、凸台较高且直径较小、壁厚不均匀等结构特点及成形难点,制定了拉深和挤压2种工艺方案。采用有限元数值模拟,对2种成形工艺的模拟结果分析表明：采用拉深工艺时,成形力小,成形质量差;采用挤压工艺时,成形力大,成形质量好。通过对挤压工艺坯料形状的改进,降低了成形载荷并提高成形质量。     

Al-Cu-Mg-Zn超硬铝合金盘类构件塑性变形性能及锻造成形工艺的研究

目的 为了有效改善Al-Cu-Mg-Zn超硬铝合金盘类锻造构件成形精度和力学性能.方法 通过对代号7A04的Al-Cu-Mg-Zn系超硬铝合金进行热压缩实验,分析其流变行为;通过应力-应变数据,建立本构方程及热加工图.将构建的7A04超硬铝合金材料模型导入有限元分析软件中,同时对锻件成形过程进行仿真模拟并优化.结果 获得了基于Arrhenius模型的流变应力本构方程;确定了7A04超硬铝合金最适宜的加工区域,为后续的仿真模拟提供指导;基于7A04超硬铝合金盘类构件锻造成形有限元仿真模拟分析结果,获得了变形均匀锻件的最优方案.结论 通过全尺寸锻造生产实验对模拟分析结果进行验证,获得了变形均匀且无锻造工艺缺陷的7A04超硬铝合金盘类构件.     

钛合金双安装板静子叶片精锻成形工艺优化

为了缩短双安装板结构的TC4合金低压第二级静子叶片精锻工艺流程,并得到更优的金相组织、力学性能,首次将等温锻造方法引入叶片精锻工艺中,采用一火次等温预锻代替两火次普通预锻.利用刚粘塑性有限元法模拟等温预锻过程,分析了金属流动规律、应变场等的变化情况.结果表明,所成形的等温预锻件应力较低、应变分布比较均匀.经叶片成形工艺试验,得到了采用等温预锻的叶片精锻件,将采用普通预锻的叶片精锻件与之对比,发现采用等温预锻的叶片较采用普通预锻的叶片金相组织均匀性好,而两者的力学性能相当.     

基于ABAQUS的铸态耐热合金钢热挤压成形数值模拟研究

目的以大口径厚壁管短流程铸挤成形工艺为背景,通过ABAUOS有限元模拟软件研究铸态T/P91合金钢热挤压过程中的变形情况。方法对软件进行二次开发,采用热力耦合分析,研究不同热挤压条件下挤压过程中应力场、应变场及成形件动态再结晶率的变化,最终得出有利于指导工业生产的热挤压工艺参数。结果模拟结果表明:应力和应变随时间不断增大,增长率在凹模锥角区达到最大值,当材料在挤压力作用下流出挤压筒后,应力不断减小而应变趋于稳定;以成形件流出挤压筒时的径向截面为参考,动态再结晶率分布为中心高两边低,且随着挤压比、初始挤压温度和挤压速度的增大,成形件整体动态再结晶率差别降低;挤压速度越大,成形件应力分布越不均匀。结论铸态T/P91合金钢热挤压最优工艺参数为:初始挤压温度为1150~1200℃,挤压比为9,挤压速度为25 mm/s。     

TC4合金管材挤压成型工艺研究

研究了不同的挤压温度、挤压比和挤压速度等挤压参数对TC4合金管材挤压成型工艺的影响,以及润滑方式对TC4合金挤压管材表面的影响.研究结果表明,采用热挤压方式生产φ47 mm×3 mmTC4合金管材,挤压比应选在3～10之间,挤压速度选在50～120 m/s,润滑剂用玻璃粉,可得到显微组织为两相加工组织,变形充分均匀,力学性能匹配良好,表面质量合格的TC4合金管材.本研究得到的TC4合金管材挤压成型工艺研究可用于工业化生产.     

热处理制度对TC21钛合金锻件组织及力学性能的影响

研究了热处理制度对TC21钛合金锻件显微组织及室温、高温力学性能的影响,并与目前我国大量使用的TC11热强钛合金的同类锻件作了对比试验.研究表明,常规锻造工艺生产的TC21钛合金锻件,随着固溶温度的升高,显微组织中初生α相含量降低,室温塑性也随之变差,但高温抗拉强度、高温持久性能等随之升高,高温塑性变化不明显.通过常规锻造工艺加上合理的热处理制度,可获得适于高温环境使用的综合性能优异的TC21钛合金锻件.     

TC4薄壁壳体真空等温成形研究

对TC4合金薄壁壳体真空等温成形进行数值模拟,根据模拟结果进行真空等温成形试验。以传统热冲压成形的壳体及TC4原始板材为对比,分析了真空等温成形壳体的力学性能、微观金相和杂质元素含量。结果表明,相比热冲压成形,真空等温成形的TC4合金薄壁壳体的H元素含量降低83%,O元素含量降低55%;力学性能良好,延伸率提高了50%;金相组织为均匀的等轴组织。     

某型号十字轴精密成形工艺分析

目的研究十字轴闭塞式单向温挤压成形的可行性。方法根据十字轴的结构特点,确定了成形方案,并利用有限元技术对成形过程进行了数值模拟分析,然后结合物理实验对工艺可行性进行了验证。结果有限元分析和试验结果相吻合,锻件成形效果较好,没有出现充不满、折叠缺陷。结论采用闭塞式单向温挤压成形工艺,获得了满足尺寸要求的十字轴锻件,成形过程稳定可靠,成形工艺可行。     

热处理对喷射成形GH742y合金组织与性能的影响

研究不同的固溶温度热处理对变形喷射成形GH742y合金组织与性能的影响.结果表明:喷射成形GH742y合金晶粒细小、成分均匀、无宏观偏析,晶粒尺寸约35μm左右,固溶温度对其影响不大,具有明显的晶粒抗长大性.γ'相的固溶温度为1130℃,不同固溶温度的热处理下,主要强化相γ'相析出的形状和大小不同,对合金的力学性能影响不大,不同热处理状态合金的屈服强度都在1150MPa左右,而持久性能也普遍在200h.