基于DEFORM-2D的GH4169合金涡轮盘的热模锻残余应力研究

在GH4169合金涡轮盘的实际锻造过程中会产生残余应力,影响涡轮盘的完整性与机械性能。为此使用DEFORM-2D软件对某GH4169合金涡轮盘的热模锻过程进行了数值模拟,获得了涡轮盘上的残余应力分布特征。同时,使用XRD(X射线衍射)测试全尺盘表面残余应力,并与DEFORM-2D模拟结果进行对比,两者结果较为接近,DEFORM-2D模拟结果较为理想。然后,以正交实验对涡轮盘的热模锻工艺进行优化,并分析了不同工艺参数对涡轮盘热模锻残余应力的影响。结果表明,当坯料温度为1100℃,模具温度为1050℃,变形速率为2 mm·s~(-1),摩擦系数为0.2时,可以获得残余应力较小的涡轮盘。涡轮盘的残余应力主要集中在径向方向,轮毂、轮芯表面以及轮缘的过渡圆角处残余应力较大,易发生开裂。坯料温度对涡轮盘锻造残余应力的影响最大,其次为模具温度,而变形速率和摩擦系数的影响较小。     

基于Deform-3D和正交实验法的GH4169合金涡轮盘热模锻工艺优化

在Deform-3D有限元数值模拟过程中应用正交实验设计方法,对涡轮盘热模锻工艺进行优化设计,并系统分析不同工艺参数对终锻涡轮盘微观组织的影响规律。结果表明:当GH4169合金涡轮盘变形温度为1010℃,模具温度为960℃,变形速率为1mm·s-1,摩擦系数为0.02时,可以获得微观组织较均匀的终锻件。同时,按照最优工艺进行了涡轮盘的试制,并通过对实际涡轮盘的解剖分析,证实模拟计算结果与实际解剖结果吻合较好。该研究方法可为实际生产的工艺参数优化选择提供可行的研究方法和理论依据。     

直接时效GH4169合金涡轮盘热模锻工艺

本文介绍了直接时效GH4169合金涡轮盘的热模锻工艺,阐述了GH4169合金涡轮盘的热模锻的关键技术,并与传统锤上模锻工艺进行了对比,指出了该工艺的技术先进性.     

GH4738合金涡轮盘锻造过程的集成式模拟及应用

基于GH4738合金的热流变应力模型及晶粒组织演变模型,提出并实现了利用Deform3DTM软件对该合金涡轮盘从自由锻前预热直至模锻完成的整个锻造过程的集成式模拟.借助集成式模拟实现了对锻件在整个锻造过程中温度、平均晶粒尺寸等参数的定量控制.同时采用直径300mm涡轮盘的实际锻造结果验证了所用模型和该模拟方法的可靠性.最后,把集成式模拟运用于直径1450mm涡轮盘盘件的锻造过程模拟,并根据模拟优化方案在8×104t锻压机下成功锻制直径1450 mm涡轮盘盘件.为大型变形高温合金涡轮盘的锻造成型提供了工艺优化的理论依据和研究方法.     

液态模锻条件对ADC14铝合金微观组织和磨损行为的影响规律

为了研究液态模锻参数对ADC14铝合金微观组织与磨损行为的影响,将液态模锻压力(60、90和120 MPa)、过热度(50、100和150℃)和模具预热温度(200、250和300℃)选为3个独立变量,并观察分析了显微组织特征、磨损实验后试样重量损失和摩擦因数变化。实验结果显示：液态模锻压力、过热度和模具预热温度对合金显微组织和磨损性能具有显著影响。液态模锻压力的增加可以促进显微组织的细化,但当压力超过一定值后,对显微组织细化的影响降低。模具预热温度和过热度的变化可以影响初生Si相的数量和形状。液态模锻压力的提高也可有效减少合金的磨损,特别是在120 MPa液态模锻压力和300℃模具预热温度下,合金的质量损失最小。适当的液态模锻参数调整可以有效地改善ADC14铝合金的显微组织和磨损性能,可为液态模锻ADC14铝合金的优化和工业应用提供参考。     

大型模锻件和模锻液压机与航空锻压技术

介绍了国外重型模锻液压机、大型钛合金整体模锻件以及高性能发动机涡轮盘锻件的发展概况,分析了先进锻压装备及关键锻件制造技术在航空工业发展中的重要作用。     

Waspaloy高温合金涡轮盘复合包套锻压工艺仿真

建立了Waspaloy高温合金材料流变应力本构模型以及高温合金涡轮盘复合包套锻压工艺有限元仿真模型,利用Deform 3D有限元软件研究了包套厚度、绝热材料和工艺参数对高温合金成形特性的影响.结果表明:适当增加复合包套厚度、提高开锻温度均可使坯料获得均匀的温度场,降低变形抗力与成形载荷,同时避免模具温度过高,提高了模具使用寿命;研究还表明包套材料导热系数对坯料温度场、应力场和载荷的影响较小.     

GH4133B合金模锻件裂纹成因及预防

叙述了 GH41 3 3 B合金航空模锻件轮缘表面裂纹的形态、形成原因和预防工艺措施。重点指出 ,一般涡轮盘模锻件轮缘表面产生裂纹的主要原因是模锻件用圆饼表面质量不好 ,存在裂纹源。预防措施主要是 :采用重锤击短时成型 ,确保模具预热温度在 3 5 0℃以上 ,严格控制模锻用圆饼质量     

GH4169合金涡轮盘热模锻中晶粒尺寸演变的数值模拟与分析

针对GH4169合金涡轮盘热模锻中易出现粗晶、混晶等显微组织缺陷,通过热模拟压缩实验和热变形后热处理实验,研究分析了GH4169合金在热变形和后续热处理中的显微组织演变规律,并建立了晶粒尺寸演变模型。实验结果表明:GH4169合金在热变形中的主要显微组织演变机制为动态再结晶,热变形后热处理中的主要显微组织演变机制为晶粒长大和孪晶生成。将晶粒尺寸演变模型与有限元结合,对某GH4169合金涡轮盘热模锻中的晶粒尺寸演变进行了预测分析,预测结果与实际结果一致。     

19英寸TBM盘形滚刀刀圈模锻成形研究

为了研究19英寸TBM盘形滚刀刀圈模锻成形过程的变化规律,采用DEFORM有限元分析软件,分析了在始锻温度为1150℃、成形速度为25 mm·s^-1的成形条件下盘形滚刀刀圈模锻成形过程中成形载荷、刀圈形状、金属流线等的变化情况。结果表明：滚刀刀圈模锻成形过程由模锻初期、模锻中期、模锻后期3个阶段构成;金属坯料对于模具的填充过程上下并不对称,上模和下模型腔的填充速度不同,上模型腔先于下模型腔被填满;模锻成形过程中刀圈的整体温度均有所降低,其中,刀刃处的温度下降最少,较始锻温度下降了7.8%,刀圈圆弧过渡区的温度下降最多,较始锻温度下降了34.78%;刀圈应力由内向外逐步增大,其中刀刃处的等效应力最大,较平均等效应力高13.54%。     

核电用316H奥氏体不锈钢锻件的晶粒度控制

针对316H奥氏体不锈钢锻件晶粒粗化和混晶的问题,研究了锻造温度、变形量、固溶保温温度对316H钢晶粒度的影响。结果表明:锻件晶粒度大小为芯部＞1/4直径＞表面位置;锻造温度和变形量的增加促进了动态再结晶的发生,对晶粒的细化作用十分显著,锻造温度采用1100 ℃,变形量控制在30%时,锻造后的晶粒度可达7级左右。热处理对锻件的晶粒度具有一定均匀化作用,热处理温度过高会使晶粒长大,热处理温度应控制在1040~1060 ℃范围内。     

锻造比对H13模具钢晶粒组织遗传规律的影响

为探究锻造比对H13模具钢晶粒组织遗传性的影响,在实验室条件下对H13模具钢进行真空冶炼,并加工成锻造比不同的锻件。观察锻造前后、不同锻造比下以及锻件在进行860℃等温球化退火后的金相组织变化。研究结果表明:锻造比为1时,经等温球化退火后H13模具钢晶粒保持了原试样的组织形态,具有明显的遗传现象;随着锻造比的增大,晶粒度增加,晶粒细化,晶粒组织的遗传性减弱;当锻造比为4时,晶粒度达到8.1,达到超细晶粒等级,晶粒组织的遗传现象基本消除;随着锻造比的增大,晶粒破碎明显增加,弱化了其组织的遗传性。     

GH4169合金小余量小尺寸静子叶片锻造工艺及显微组织控制

针对GH4169合金叶片锻件粗晶、混晶等晶粒组织不合格问题,以某压气机小余量小尺寸静子叶片锻件为研究对象,首先分析锻件结构,确定锻造工艺路线,然后通过选取2种规格坯料、5个变形量、4个锻造温度来组成12组试验,探究变形量、锻造温度对组织的影响以及演化规律,同时对选取的保温时间、锻造火次的稳定性进行分析,得到合理锻造工艺参数。研究表明,变形量在35%~45%内可获得均匀的组织,但对晶粒度大小无明显影响;温度是影响晶粒度的主要因素,大于1000℃时叶身晶粒粗化现象明显,在990~1000℃之间叶身可获得细腻、均匀的组织;预锻时组织已成形稳定,终锻无明显变化,在选取的保温时间内组织稳定;在变形量40%及锻造温度990℃下获得的叶片锻件具有优良的综合力学性能及细晶组织,均高于标准要求。     

3Cr2W8V钢热锻模具淬火开裂原因分析

分析了3Cr2W8V钢热锻模具淬火开裂原因。借助于扫描电镜和光学显被镜，观察断口表面形貌和金相组织，根据断口特征和金相组织找出了模具淬火断裂主要原因是晶粒粗大、碳化物呈带状分布、锻造后未按要求退火细化晶粒，导致模具按正常温度淬火发生断裂。     

高性能铝合金轮毂模锻新技术

针对大型汽车铝合金轮毂的高性能要求，采用高纯度原材料、高模锻温度、高金属固溶热处理温度、高人工时效温度等新技术，大幅度提高了产品的性能。与原工艺下的产品质量相比，强度提高了３０％，硬度提高了４０％，伸长率提高了５０％。本文详细介绍了该工艺过程，分析了提高性能指标的各影响因素和强化机理     

TC6合金等温锻造过程中晶粒尺寸的数值模拟

通过引入一个与微观组织相关的函数对稳态流动应力模型进行修正,建立了金属材料高温变形时的稳态流动应力模型.并将该耦合微观组织参数的流动应力模型写入有限元程序中,模拟了TC6合金叶片在等温锻造过程中初生α相晶粒尺寸的变化.研究了变形工艺参数(压下量,变形温度,变形速度和摩擦因子)对零件内部初生α相晶粒尺寸的影响.     

超细晶强化技术在热锻模增寿中的应用

本文通过对热锻模失效形式分析和超细晶强化技术的探讨,提出了采用超细晶强化方法提高热锻模寿命的途径,并通过实例进行验证说明。     

大型5CrNiMo钢锤锻模具工艺改进

分析了大型锤锻5CrNiMo钢模具失效的原因.可知,在较大应力作用下,模具钢中的粗大疏松组织和非金属夹杂物等内部缺陷部位容易产生裂纹并扩展.对大型锤锻模具工艺进行改进,在原等温退火工艺之前,进行正火细化模具毛坯晶粒并且消除其网状、链状碳化物,再优化调质工艺可以减少热处理应力和避免模具发生裂纹.     

Microstructure prediction of two-phase titanium alloy during hot forging using artificial neural networks and FE simulation

The microstructural evolution of titanium alloy under isothermal and non-isothermal hot forging conditions was predicted using artificial neural networks (ANN) and finite element (FE) simulation. In the present work, the change in phase volume fraction, grain size, and the volume fraction of dynamic globularization were modelled considering hot working conditions. Initially, an ANN model was developed for steady-state phase volume fraction. The input parameters were the alloy chemical composition (Al, V, Fe, O, and N) and the holding temperature, and the output parameter was the alpha/beta phase volume fraction at steady state. The non-steady state phase volume fraction under non-isothermal conditions was subsequently modelled on the basis of 4 input parameters such as initial specimen temperature, die (or environment) temperature, steady-state phase volume fraction at die (or environment) temperature, and elapsed time during forging. Resulting ANN models were coupled with the FE simulation (DEFORM-3D) in order to predict the variation of phase volume fraction during isothermal and non-isothermal forging. In addition, a grain size variation and a globularization model were developed for hot forging. To validate the predicted results from the models, Ti-6Al-4V alloy was hot-worked at various conditions and then the resulting microstructures were compared with simulated data. Comparisons between model predictions and experimental data indicated that the ANN model holds promise for microstructure evolution in two phase Ti-6Al-4V alloy.     

7075铝合金模锻件淬火残余内应力的消除

为了消除７０７５铝合金模锻件淬火残余内应力,采用模压冷变形方法并利用Ｘ射线衍射技术测试了淬火态及经过不同程度的模压冷变形后锻件的残余内应力。结果表明,模压冷变形是消除７０７５模锻件淬火残余内应力的一种有效方法;淬火态锻件表面为压应力,模压冷变形后的表面为拉应力;４．６％的模压冷变形是模拟消除残余内应力研究的最佳值。