大钢锭锻造时内部孔洞性缺陷压合的试验研究

对含有内部孔洞钢试件进行的热锻模拟实验结果表明,封闭孔洞在高温下锻造时,在一定的应力应变条件下,经过变形一压合一扩散焊合后可以消除,孔洞焊合后的部位为新的晶界所取代,应力和应变状态对孔洞闭合有明显的影响. 对不同砧宽比的平砧拔长过程内部的应变分布进行了量测和有限元法计算,结果表明拔长时坯料内部的变形分布很不均匀,大应变区只占小部分,且随砧宽比和压下量的不同而移动和变化.当砧宽比W/H<0.51时,最大应变区不在坯料中心.     

避免大锻件内部拉应力的工艺参数研究

避免并消除拔长过程大锻件内部产生拉应力是制定锻造工艺应考虑的重要因素。应用有限元软件DEFORM-3D对大锻件的拔长过程进行了系统的数值模拟,通过分析不同工艺参数下,大锻件心部拉应力的变化,确定了对锻件心部应力状态影响较大的工艺参数。将砧宽比W/H和料宽比B/H作为工艺变量,用函数方程组描述锻件心部应力状态的变化趋势,为确保锻件心部在拔长变形过程中始终保持三向压应力状态提供了理论依据。     

新FM法拔长工艺参数匹配研究

应用ANSYS对FM锻造法进行了数值模拟 ,分析了端部与中部拔长时锻件内应力场分布规律。认为 :合理的锻造工艺参数应由砧宽比、料宽比和压下率三者匹配确定 ,其中压下率起决定性作用 ;对于某一砧宽比和料宽比 ,只有满足一定量的压下率的情况下 ,才能保证锻件心部一定区域内是三向压应力。     

V 型砧锻造时变形规律的云纹法模拟研究

本文用光电扫描云纹法对大型锻件的型砧拔长工艺进行了模拟研究。用新研制的气动装置测得了压合试件内部人工缺陷的“临界压下量曲线”和孔穴闭合规律;并用云纹法测得了 V 型砧拔长工艺锻坯内部应变分布规律。对孔穴闭合的内部原因作了分析,对最佳 V 型砧角度、砧宽比(W/D_0)、工厂现行工艺进行了探讨。     

大锻件锻造拔长砧型

利用有限元软件模拟了V型砧的锻造拔长过程,并对不同夹角的V型砧压下后锻坯塑性变形区内应力、应变的状态进行比较。结果显示,在117°～153°温度范围内,V型角越大,锻坯心部金属获得的变形量越大,但同时锻坯次表层金属的变形程度减小。为此,将V型砧夹角处的V型砧面改为凸型平砧面,提出了梯型砧锻造拔长工艺。结果表明,梯型砧工艺提高了锻坯内部的压应力水平,使锻坯心部和次表层金属同时获得了较大且均匀的变形,有助于扩大锻坯内部孔洞的锻合范围,改善大锻件的内部质量。     

凹面砧方坯拔长研究

以 ANSYS软件为平台 ,分别利用凹面砧、平砧两种砧型对方坯拔长进行三维数值模拟。当坯料心部获得相同等效应变时 ,比较中心部位沿轴向的变形区大小和静水应力分布情况 ,发现用凹面砧拔长较平砧拔长更有利于消除锻造缺陷 ,提高生产率     

轴类件拔长V型砧和四砧径向锻造锻透性研究

轴类大锻件拔长可以采用V型砧、四砧径向锻造等。为了解这些拔长方式对锻件芯部变形的影响,应用有限元软件Super Form模拟了拔长锻造过程,对比分析了V型砧和四砧径向锻造两种工艺方法的锻透性。研究表明:V型砧拔长,锻后锻件内部等效应变分布不均匀,各处变形差异较大,经3道次拔长后,锻件芯部锻透性较好,给定条件下的累积等效应变约为1.6;四砧径向锻造,锻后锻件内部等效应变分布比较均匀,但锻件芯部锻透性较差,给定条件下芯部等效应变小于0.2,且端部一定长度范围内,芯部等效应变更小,经4道次拔长后,芯部累积等效应变为0.8左右。     

DEFORM模拟支撑辊的锻造

轧机中的关键零件之一支撑辊在轧制设备运行的过程中承受轧辊传来的交变应力。大型支撑辊由大型钢锭锻造而成,但大型钢锭中存在种种缺陷,给支撑辊的质量带来很多问题。针对此问题,采用WHF法能够锻合锻件内部组织缺陷,可改善锻件质量。采用DEFORM软件,模拟WHF法拔长,研究WHF法在锻造拔长过程中对锻件心部的作用。实验研究表明,WHF法在拔长的第3道次时,锻件心部的应力状态由拉应力完全转变为压应力。同时,到第6道次后,锻件心部等效应变达到1.2。通过锻件心部压应力和等效应变值可知,WHF法能够完全破碎锻件内部的组织缺陷,生产出质量合格的支撑辊锻件。     

砧宽对磨辊轴拔长时孔洞闭合的影响研究

孔洞是大型锻件生产时常见的缺陷,严重影响锻件的质量,需要通过在锻造过程中合理控制工艺参数进行消除.砧宽比是影响着孔洞闭合效果的一个重要参数.通过运用不同砧宽对磨辊轴拔长时孔洞闭合的研究,得出了合理的砧宽,为实际生产提供了理论参考.     

WHF法错砧锻造效果模拟研究

本文采用孔洞临界闭合测定仪,测得WHF法单砧拔长时全场孔洞临界闭合值,绘出闭合区分布图,并分析了闭合区面积与压下率的关系.在此基础上研完了WHF法连砧,翻转拔长时孔洞闭合规律与应变分布,将错砧拔长与不错砧拔长进行了比较.本文分析了一般的拔长工序不能有效锻合内部孔隙性缺陷的原因,用实验证明了WHF法进行错砧拔长能够锻合内部孔隙,并提出了错砧方案.     

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.     

LZ锻造的砧宽比、料宽比的临界值研究

通过有限元模拟LZ锻造,分析锻件心部一定区域内的应力场分布规律,得到对于不同压下率,在不同料宽比条件下,使轴向应力由拉应力转变为压应力的临界砧宽比(w／h)σ;在不同砧宽比条件下,都存在着使横向应力由拉应力转变为压应力的临界料宽比(b／h)σ。合理的工艺参数应由砧宽比、料宽比及压下率3者匹配确定。     

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.     

合理选择大截面锻件FM拔长时的砧型、砧宽比和压下量

通过有限元模拟技术研究大截面锻件FM法拔长时不同的砧型、砧宽比和压下量对锻件表面质量和心部质量的影响.模拟结果表明:砧型选择双锥面砧,砧宽比选择0.6,压下量控制在15％～22％之间,有利于压实锻件心部冶金缺陷,提高锻件表面质量和心部质量.     

宽V型砧锻造模拟分析及工艺参数选取

通过选取不同的砧宽比和压下率参数,模拟上下宽V型砧拔长变形,运用有限元方法分析坯料截面最大主应力变化,选取合理的上下宽V型砧拔长工艺参数,提高锻件质量。     

800MN模锻液压机主缸缸底锻件关键成形技术的研究

利用数值模拟的技术,研究了采用平面、球面、锥形砧型时,800 MN模锻液压机主缸缸底锻件镦粗过程中锻件内部的应变、静水应力以及心部孔洞尺寸的变化情况。通过对不同砧型时锻件内部等效应变、静水应力、孔洞闭合程度以及镦粗工艺力的考察,得到了球面砧优于另外两种砧型的结论。     

大锻件两次镦拔锻造的工艺优化

总结的两次镦拔锻造新工艺具有可靠性高，锻透效果好，可控制钢中夹杂物的形态和对坯料内部缺陷进行修复的独特作用，是一种新颖的大锻件锻造工艺。特别是明确了两次镦拔新工艺中砧宽比W／H和料宽比B／H的控制、每趟压下率△H/H的安排原则等，是对WHF法锻造的重要补充。     

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。     

压方圆角对长轴类大锻件质量影响研究

长轴类大锻件的锻造过程一般分为压方、拔长和倒棱滚圆三大步骤,目前对锻造工艺研究较多的是拔长和倒棱滚圆的优化,很少有对压方工艺优化的研究。本文从V型砧边缘的圆角半径的大小来对长轴类大锻件的压方过程进行模拟优化,从锻件内部应力、应变及破坏因子三个方面进行对比分析。结果表明,适当增大V型砧边缘的圆角半径可以有效防止锻件裂纹的产生,为锻件的质量提高和结构设计提供一种有效、可靠的分析方法。     

水平V型锥面砧改善轴类锻件异向性的研究

水平V型锥面砧为横向性能有要求的轴类锻件提供了一种拔长锻造方法,通过改变工具形状、控制纤维流向的方法,来提高轴类锻件横向力学性能,改善异向性.本文进行了水平V型锥面砧与上平砧-下V砧拔长矩形截面坯料锻造的对比试验,通过对比两种锻造方法拔长锻件的纵向、横向力学性能,证实了水平V型锥面砧锻造法达到了普通锻造方法难以实现的锻造效果--轴类锻件力学性能的异向性明显改善,即水平V型锥面砧拔长的锻件同部位屈服强度、抗拉强度和延伸率的横向与纵向之比均在1.0附近变化.