大型GH4169合金铸锭开坯过程的数值模拟

采用全三维有限元方法对大锭型开坯过程进行变形．传热耦合分析，定量计算了铸锭在整个工艺过程中热力参数（应变、应变速率和温度）的分布及演化情况；分析了铸锭的锻透性；获得了开坯后坯料内部应变和温度的分布规律，并与实际生产中的金相检测结果进行了对比。结果表明，模拟结果与试验结果一致，可为科学地制定大规格GH4169合金铸锭的开坯工艺提供理论依据。     

基于数值模拟的大型矿用销轨锻造工艺

大型矿用销轨属于复杂长轴类锻件,可采用辊锻制坯-热模锻压力机上两工位模锻工艺成形销轨锻件。两侧轨板主要在预锻工序中成形,在材料难以充填的凸耳预锻模型腔外围区域设置环形阻力墙,促使金属向凸耳深型腔流动。终锻完成两侧轨板的尺寸精整与中间销齿的成形。利用Deform-3D有限元软件建立销轨锻造成形过程的有限元模型,进行热力耦合有限元模拟。根据模拟结果分析销轨热锻成形过程中的温度分布、等效应变分布以及金属流动情况的变化规律。以80 MN热模锻压力机作为主变形设备,试制生产了销轨锻件,成形效果良好,验证了模拟结果的准确性。     

Zr-4合金板材真空退火温度场的数值模拟

分析Zr-4合金板材真空退火过程中的传热方式,计算锆合金板材径向传热系数,利用ABAQUS对Zr-4合金板材退火温度场进行数值模拟,分析工装夹具对锆合金板材退火的影响,结果表明,工装夹具能改善锆合金板材温度场分布均匀性,使锆合金板材温度分布的最高温差由70 ℃降低至35 ℃,升温过程更加稳定,并且数值模拟结果与实测结果有较好的一致性。     

大型支承辊锻件锻造过程数值模拟与工艺优化

利用Gleeble-1500D热模拟实验机对大型支承辊锻件45Cr4NiMoV材料的力学及热力学性能进行实验测定.建立了该材料的本构关系模型.同时利用DEFORM-3D软件对镦粗和主拔长两个工序进行了模拟,分析了不同砧宽比下锻造过程中的温度场、应力场和应变场,得到了优化的锻造工艺方案.     

大型厚壁封头整体锻造工艺数值模拟

通过有限元Deform-3D对大型厚壁封头整体锻造过程进行模拟,得出了金属在成形过程中流动规律和成形力。结果表明,在万吨级水压机上采用逐步循环等量下压法能够生产出满足尺寸要求的产品。     

基于数值模拟技术的内齿圈锻造工艺优化

在锻造成形领域,有限元数值模拟技术已经成为新产品设计开发的重要手段之一,越来越多的企业也要求技术人员熟练掌握和使用有限元数值模拟方法.在与一些同行交流的时候我们发现,大多数企业的技术人员都能熟练地操作数值模拟软件,但是利用软件来指导实际生产的效果却并不理想. 锻造企业采用有限元数值模拟方法主要有两大需求:一是在接到新产...     

钛合金铸锭的锻造工艺

为了获得具有超细晶粒组织的大尺寸钛合金半成品,通常要求在(α+β)区足够低的温度下进行变形,为此要求坯料具有细晶、再结晶组织。用锻造钛合金锻锭来获得再结晶β组织的现行工艺是基于在(α+β)区采用中间变形,其目的是在随后的β区加热中加速再结晶。     

大型铸锭的宏观偏析及其数值模拟

宏观偏析是金属凝固过程中产生的不可避免的缺陷,且难以通过热处理消除,会导致金属制品不同部位的组织和力学性能有差异.因凝固时间长且熔体流动复杂,大型铸锭的宏观偏析尤为严重.A型偏析的形成主要与夹杂物上浮有关,而V型偏析的形成机制较为复杂,普遍认为形成于铸锭凝固的后期.连铸过程中采用脉冲磁致振荡技术可大大减轻大型铸锭的宏观...     

基于数值模拟的大型发电飞轮铸造工艺优化

利用MAGMA铸造模拟软件对发电飞轮的流场、温度场以及凝固过程等进行了分析。预测了缺陷分布及其严重程度,根据模拟结果提出了工艺优化措施,为实际生产提供了参考。     

大型曲轴锻造成形过程数值模拟与工艺试验

曲轴的锻造工艺过程随着曲轴材料、形状和生产条件的不同而不同,利用QForm有限元模拟软件可以有效地对金属的流动规律进行模拟,并且发现其成形过程中的缺陷,为找到合理的成形工艺以及正确地设计模具和选择设备提供依据。     

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。     

基于数值模拟的大型厚壁锥环成形工艺优化

为了实现某大型厚壁锥环锻件的整体成形,采用热模拟试验研究了锥环材料的热变形行为,建立了材料的高温本构方程。以此方程作为材料模型,对锥环的塑性成形过程进行了数值模拟,优化了制坯工艺参数。数值模拟结果表明,综合优化后的坯料可以实现一次成形锥环锻件,显著提高成形质量和生产效率。该研究对提高大型厚壁锥环锻件的生产具有重要指导意义。     

TC4合金筋板结构件锻造过程的三维数值模拟

采用三维刚粘塑性有限元法对一复杂筋板结构件整体成形过程进行三维热力耦合数值模拟,得到了成形过程中金属的流动规律以及应力、应变场的分布情况,从而揭示了筋板结构件的成形规律.结果表明,筋板结构件的塑性变形主要集中在加强筋成形部位,该部位是大应力应变的集中区域,也是折叠、充填不满等成形缺陷集中出现的区域.该研究对其他种类筋板结构件的成形具有一定的指导意义.     

传动轴多工位锻造过程数值模拟及工艺优化

传动轴属于车用关键零部件,其锻造质量直接影响到车辆的行驶安全。本文利用Deform-2D软件分别对汽车传动轴锻造的两种不同工艺方案进行数值模拟,对模拟得到的应力、应变、载荷和损伤值等参数进行分析与比较;通过优化目标使挤压过程中每个工位的模具承受载荷较小、且分布均匀。模拟分析和试验验证表明,采用试验工艺的第2种方案生产出的零件无裂纹缺陷,零件表面质量好,单个工位变形量小,这种工艺方法可适用于大批量生产。     

大型连杆锻件锻造工艺优化

大型连杆锻件形状特殊,力学性能要求高。在传统台阶轴的锻造工艺基础上,结合窄砧+下平台的锻造方法,成功锻出了带凹档的非同轴连杆锻件,大幅降低了零件的毛净比。同时,改善了连杆内部的金属纤维流线,提高了连杆的力学性能。     

硫代硫酸钠模拟制备大型复合铸锭工艺研究

在锭模中预置轧制或锻造过的芯材,依靠低温芯材吸收金属熔体凝固过程中释放的部分热量,可以显著提高金属熔体的凝固速度和形核率,从而改善铸锭内部组织,尤其针对大型钢锭,效果更加显著。以硫代硫酸钠熔体为凝固介质,以固体硫代硫酸钠圆棒为芯材,进行了复合浇铸试验。结果表明,在熔体中加入固体芯棒显著提高熔体的凝固速率,凝固时间为30 min时,加芯棒时凝固速率为6.8 g/min,未加芯棒时凝固速率为4.6 g/min。凝固时间达到53 min时,凝固速率基本相等,加芯棒铸锭的凝固百分数达到62%,未加芯棒铸锭的凝固百分数只有37%。另外,加入芯棒后,铸锭心部平均晶粒尺寸由5.33 mm细化到2.66 mm,铸锭心部质量明显提高,铸锭缩孔体积减小5.4%。     

NbTi合金锻造工艺的优化研究

超导材料已广泛应于高技术领域,NbTi合金作为一种典型的低温超导材料,在高技术领域(高能物理、受控热核聚变、储能、磁悬浮等)中占有极其重要的地位,已成为一种不可替代的新材料广泛应用于能源、交通、医疗、高能物理等重要领域。通过模拟仿真(DEFORM计算)结合实际生产,研究了NbTi合金的锻造这一复杂动态的接触过程,得到了 NbTi合金锻造组织的演化规律,确定了组织均匀的NbTi合金锻造工艺。结果表明：通过模拟仿真发现,采用小变形量,三分之一边长下镦的方式并增加换向拔长,可使NbTi合金的不同位置的变形较为均匀,大面积消除满砧镦拔带来的变形死区,通过实验验证最终生产出符合技术标准的NbTi合金棒材。与美国华昌公司的NbTi合金棒材成分、微观组织和XRE作对比,发现成分的极差、微观组织的均匀性和无损探伤均优于美国华昌公司生产的NbTi棒材,为NbTi合金的生产提供实际参考。     

基于RBF神经网络法的Zr-4合金管材酸洗工艺模型

研究了Zr-4合金管材酸洗处理过程中,酸洗去除量、酸水转换时间、冲水时间及酸洗次数对管材氟残留量的影响,并基于径向基(RBF)人工神经网络法建立了Zr-4合金管材酸洗工艺与氟残留的神经网络模型。结果表明:冲水酸水转换时间和冲水时间对氟残留量均有影响,且酸水转换时间的影响更为显著;氟残留量与酸洗次数无明显对应关系。Zr-4合金酸洗工艺的RBF神经网络模型结构为3-5-1,实际值与模拟值的相对误差为9.2%。该神经网络模型具有较高的可靠性,可为Zr-4合金酸洗工艺参数的优化提供参考。     

基于FORGE-3D径向锻造工艺的数值模拟

采用有限元模拟软件FORGE-3D,对径向锻造轴类件工艺参数进行数值模拟研究。分析不同径向压下量、夹头转速和轴向进给速度对锻透性和生产效率的影响。结果表明:锻造过程中,径向压下量越小、夹头转速越高和轴向进给速度越慢,则锻件外表面就越光滑,表面粗糙度越小,尺寸精度越高。径向锻打45钢Φ110 mm棒料的最佳条件为:径向压下量5 mm,转速30 r·min~(-1),轴向进给速度20 mm·s~(-1)。通过模拟仿真来验证和优化径向锻造工艺,大大降低了径向锻造工艺开发的周期,降低了多次锻造实验的成本。     

TC4马蹄形接头等温锻造成形工艺数值模拟研究

借助于数值模拟技术研究了TC4马蹄形接头等温锻造成形过程,分析了马蹄形接头成形过程中金属流动特点和凸模载荷随时间变化的特点。结果表明:马蹄形接头A部位先于B部位成形。金属以反向流动为主成形A部位时,凸模载荷增加缓慢;以正向流动为主成形B部位时,凸模载荷迅速增加至峰值,并发生波动。整个成形过程中金属流动顺利,未预测到成形缺陷,工艺可行。