FM法应力场的滑移线解

首次物理模拟了 FM法锻造时变形体下接触表面的变形 ,建立了非对称变形问题的滑移线场 ,推导出其单位变形力 ,定量求解了初始砧宽比等于 0 .5的 FM法拔长变形体内部的应力场。对于 FM法在工程上的合理应用具有指导意义。     

实心钢锭锻造过程中出现的Mannesmann效应

我们试用塑性力学理论对自由锻过程进行理论探讨,得到了某些启示。锻造材料中的内部空隙由于局部屈服而变形,并通过周围材料的充分屈服而最后压合。线性空隙的锻合决定于静应力值。按照滑移线场的理论,在平砧双向压进的情况下,中心平面将出现Mannesmann效应。理论和实践都已证明,在中心面提高静应力的FM锻造法(无Mannosmann效应锻造法),可以避免Mannesmann效应。     

FM法拔长工艺中合理砧宽比和变形量研究

FM法拔长过程中,合理的工艺参数对于保证锻件质量具有重要的作用。采用模拟技术研究了FM法砧宽比和变形量的影响和作用效果,发现了砧宽比和压下量过大时,锻件表面容易产生裂纹。将砧宽比控制在0.6左右,压下率控制在14%～20%之间,既能有效控制表面裂纹出现,又能保证整个锻件处于合理的塑性变形范围内,这对于保证塑性较差材料的锻造质量效果尤为明显。     

用云纹法模拟研究FM法锻造工艺

本文阐述了在45号钢试件上采用高温云纹法初步模拟研究FM法锻造时的变形规律,并与常温下铅试件模拟结果进行了对比.在试验温度为1220℃时,得到了较清晰的云纹图象,这在国内属首次.在研究单砧变形的基础上,进一步研究了连砧拨长及翻转时的孔穴闭合和内部变形规律,得出了一些新的见解,并对现行工艺提出了一些合理化建议.     

大型低压转子锻件多道次拔长工艺控制

随着大型核电低压转子锻件尺寸和重量的增加,锻造工艺需要解决的核心问题之一,就是主拔长工艺中锻件变形能够均匀,而且可防止漏砧,防止局部存在未变形区。文章提出多道次拔长工艺控制方法,通过合理翻转及布砧工艺提高锻件的整体变形效果,并通过数值模拟和物理模拟相结合的方法,对不同工艺的应变分布进行研究。研究结果表明,锻造时,合理的翻转及布砧工艺可以得到较好的内部变形分布。考虑到方便操作,认为对90°翻转工艺采用错砧0.8布砧工艺,对180°翻转工艺采用错砧0.7布砧工艺。     

FM锻造工艺高温云纹法模拟研究

应用高温云纹法对FM锻造工艺进行了接近生产实际条件的高温模拟试验,研究了锻件心部孔洞单砧锻合规律和内部变形规律.实验表明:采用高温云纹法研究热态下锻造工艺是可行的.高温时压合中心孔所需压下量比常温时小,单砧有效闭合区比常温时大,变形区深入心部的速度比常温时快,沿轴向的变形分布比常温时在轴线上一个较大范围内保持一个较大的值.就孔洞闭合而言,采用常温试验结果考虑高温下的锻造工艺是安全的.     

齐大山铁矿混合岩荷载作用下变形局部化规律

为研究齐大山铁矿边坡混合岩在单轴压缩条件下的变形场演化规律,采用单轴压缩试验和白光数字散斑相结合的方法开展混合岩变形局部化研究,得到了岩样的水平位移场变化及变形局部化带形成规律。研究结果表明：混合岩岩样的破坏大致分为压密、弹性变形、变形局部化带缓慢形成及加速形成并趋于稳定4个阶段,压密状态时,岩样最大水平位移值较小,随着荷载水平的不断增大,水平位移值梯度变化凸显,形成变形局部化带,微小裂隙逐渐扩展成较大裂隙,并贯通试件内部,使得岩样损伤加剧,由单轴压缩状态向整体拉伸位移状态转化,加载后期局部化带变宽并趋于稳定。     

船用长轴类大锻件锻造工艺方法研究

船用长轴类大锻件是船舶动力装置的重要组成部分,其质量好坏直接影响船舶的推进特性和正常航行.本文以某船用中间轴为研究对象,对普通平砧锻造法、FM锻造法和上下砧不等宽锻造方法下的压方过程进行了数值模拟,应用数值模拟软件Deform-3D建立了相应的有限元模型,对坯料温度场、应力分布、锻造力和锻造效率进行了分析.结果表明:采用平砧锻造时,锻件的锻造效率最高,所需锻造力小,且表面温度下降最慢;采用FM法锻造时能获得较理想的压应力分布状态.     

大型钢锭内部孔洞性缺陷锻合过程的数值模拟和实验研究

本文是作者一篇论文的详细摘要。作者对锻件内部孔洞消除机制作了实验研究,对锻造过程孔洞压合和应变分布用塑性有限元法进行数值模拟,并对锻造坯料内部应变分布作了试验量测。研究结果表明:大锻件内部孔洞的锻合过程由变形、压合、焊合三个阶段组成,孔洞只有在高温下才能焊合;孔洞闭合度λ与最大压应变ε_1呈线性关系,孔洞的几何因素和工具接触表面摩擦不改变这种规律,但可使应变向坯料心部集中,有利于闭合心部孔洞;用平砧拔长时,砧宽比应取0. 51以上,而用FM 法时,砧宽比应大于0. 4。作者建议制定大钢锭锻造工艺时,要注意:1) 尽量使最大压应变ε_1的方向同内部孔洞的短轴相一致;2) 拔长时应使用合理的砧宽比;3) 压合内部孔洞要在较高温度下进行。     

7055铝合金动态压缩下的剪切局部化

采用分离式Hopkinson压杆装置对AA7055铝合金试件分别进行1到4次动态压缩,利用光学显微镜对压缩后试件进行了微观组织观察,研究了动态压缩时7055铝合金的宏观力学性能及剪切局部化现象。随着压缩次数的增加,材料的力学响应由应变硬化转变为应变软化,同时试件微观组织由均匀变形转变为形成剪切局部化;初始形成的剪切局部化对试件的屈服应力没有影响,随着加载的进行,剪切局部化的发展与流动应力的下降同时出现。     

大型低压转子FM法锻造工艺模拟研究

百万千瓦核反应堆中汽轮机低压转子锻件是目前世界上所需制造的最大锻件,需采用600 t级钢锭直接锻造成形.根据成形特点和需要,采用物理模拟的方法,研究了FM法锻造成形工艺,建议采用砧宽比为0.6左右,压下率为15%.FM法压下时试件表面存在产生裂纹的倾向,合理选择凸型砧角度可减弱表面裂纹的产生,角度选择8°左右效果较好.研究了拔长时坯料形状及多工序连砧拔长的影响作用,为最终生产工艺的制定提供理论指导.     

大型铝合金环件局部加载连续成形工艺的协调变形研究

为解决环件成形过程的径、周向协调变形问题,采用数值模拟软件对大型环坯局部加载热成形过程进行了数值模拟。分析了水压机压下量、上砧送进比对环件局部镦粗成形时径向和周向变形量的影响,获得了由3.5 m环坯局部加载连续成形获得5m环件时,压机压下量与径、周向变形量之间的规律曲线。研究结果表明:当环坯分3次加载成形,单次加载的压下量依次为23%、18%、13%,且送进比控制在30%时,环件径、周向变形较为协调,环件尺寸满足预期要求,环件的内部变形分布合理。研究结果为大型环件的局部加载连续成形提供了指导。     

钢中剪切变形局部化的形成与发展

对低碳２０号钢经正火，淬火烽回火处理后在高速扭转过程中变形局部化的发生，发展演化过程以及最后形成的剪切带的微结构特征进行了观察。结果表明，变形局部化敏感于材料的强度、强度越高，越容易出现变形局部化．局部化的产生与发展涉及到一系列相继发生的晶体学和非晶体学的变形现象：析出相－基本间界面发射位错琪成有网络，位错胞形成并沼剪切带方向拉长。     

厚板轧机支承辊的制造

简单介绍了厚板轧机支承辊的特点以及制造难点。提出支承辊的锻造工艺宜采用上宽平砧下平台+宽V形砧大压下量(FM+KD)锻造法,辊身喷冷后终冷温度在220~250℃为宜。     

新型复合曲面型砧锻造过程的有限元模拟

以大型钢锭的锻造过程为研究对象,通过了解现有凸面型砧锻造过程的不足,在原有传统V型砧的结构基础上,设计了一种新型复合曲面型砧。以DEFORM分析软件为平台,以KD锻造法为基础,对新型复合曲面型砧进行有限元数值仿真模拟分析,通过大量的模拟结果以确定最优的工艺参数。最后再结合其他型砧对锻造方案进行改进,以达到改善锻坯表层难变形区内金属状态的作用。     

核电压力壳锻件芯轴拔长工艺V砧砧角的常温模拟研究

根据核电压力壳筒体锻件拔长工艺的变形特点 ,本文提出衡量其变形优劣的定量化指标 :内部变形均匀度、端面变形率、内孔畸变率和拔长效率。采用密栅云纹法和刚 -粘塑性有限元法研究了核电筒体锻件上平下 V砧芯轴拔长 V砧砧角对变形的影响 ,综合上述各定量指标 ,较合理的 V砧砧角为 110°     

过共析钢温变形过程中的组织演变Ⅰ．铁素体的等轴化及Al的影响

利用Gleeble 1500热模拟试验机进行单轴热压缩实验,结合SEM,TEM和EBSD等方法研究了过共析钢温变形过程中的组织演变规律,重点讨论了铁索体的等轴化演变过程,同时考察了合金元素Al的影响.结果表明:过共析钢温变形经历片层渗碳体的熔断球化、铁素体的等轴化以及渗碳体的溶解再析出等过程.温变形初期,片层状渗碳体缺陷处局部熔断的同时其近邻铁素体内产生大量位错,并通过动态回复过程形成亚晶;继续变形过程中,由于渗碳体粒子钉扎,亚晶发生转动,导致大角度晶界的形成,即铁素体通过连续动态再结晶过程实现等轴化.Al的加入细化了铁素体晶粒尺寸,提高了等轴状铁索体晶粒大角度晶界的比例.     

过冷过程中Zr基非晶合金在相区的拉伸变形行为及计算机辅助分析

研究了Zr基非晶合金在过冷过程中的拉伸变形行为。结果表明,非晶合金在加热温度和应变速率分别为400℃和0.001/s条件下具有良好的塑性。随着变形量的增加,非晶合金经历了弹性变形和塑性变形阶段,最终在形变量达到243.3%时发生了颈缩现象。局部区域的塑性与晶化作用有关,原子可以沿着纳米晶界形成的通道移动,非晶体的变形会因为原子运动的加剧而变得更为容易,使非晶基体自由体积减小,有利于形成更多的纳米晶体,从而造成局部变形不均匀。     

上下平砧锻造过程中孔洞闭合的研究

通过镦粗内部带孔的圆柱体,并进行有限元法分析,可见等效应变与静水压力是控制孔洞闭合的两个主要因素。中心带孔圆棒料平砧间拔长的内部孔洞闭合的应力、应变,又受到砧宽、压下量,变形硬化系数的影响。本文分析方法用三维有限单元法作为钢锭开始的模型。通过三维分析,我们得到了闭合孔洞所需砧宽比与压下量的合理组合。     

F55双相不锈钢方形阀体锻造工艺优化

通过分析F55双相不锈钢中的氮在锻造温度范围内的固溶、析出机理来改进锻造工艺,以解决大规格F55双相不锈钢的锻后坯件的表面裂纹及加工后表面延迟开裂的问题。沿晶界析出的氮难以再次固溶于组织,从而形成较大内应力。在锻造变形过程中,拉应力促进了组织中氮的析出,压应力阻止并促使析出的氮向组织扩散,因此,在锻造过程中应控制坯件内部的应力状态,使之处于压应力状态,避免了坯件内部存在过多的非变形区及微变形区。锻造时采用"V"形砧座是一项有效措施,同时,采用先小变形、后大变形的方式,改变了内部变形应力状态,有效地避免了当圆形截面锻为方形时内部形成的拉应力较大的问题,"V"形砧座的夹角为135°时,坯件内部的压应力状态最佳。