超大型钢锭锻造过程数值模拟及内部缺陷演变规律研究

利用Deform-3D有限元软件对200t级钢锭锻造筒体锻件的成形过程进行有限元数值模拟,研究不同火次及整个锻造过程中锻件的应变分布情况,以及水口端不同位置缺陷的相对位置变化,通过对不同缺陷的位置标定及变形过程的追踪,得到锻件锻造过程中内部缺陷的演变规律。近年来随着我国国民经济的蓬勃发展,能源需求量越来越大,核反应堆设备向大型化、重型化、一体化方向发展已成为一种必然趋势。     

航天铝合金锻件缺陷检测与成因

针对航天型号某批次铝合金锻件在超声A扫描检测过程中存在较多超标缺陷的问题,采用超声相控阵、工业CT、渗透及金相分析等多种检测方法对缺陷进行了定性分析。结果表明:造成该批次锻件不合格的原因为原材料夹杂缺陷,以为后续锻件原材料采购及质量控制提供一定的参考依据。     

42CrMo模铸钢锭凝固场数值仿真与超声检测分析

采用大型商业软件ProCAST建立了钢锭凝固传热数值仿真，钢锭模在凝固过程中的温度场是空间和时间的变化量，属于三维不稳定态传热。为了验证钢锭凝固过程温度场变化对钢锭冶金缺陷的影响，本文采用24寸42CrMo钢种钢锭模进行数值仿真。采取钢锭浇注过热度、断面温度梯度、液相线和固相线的分析，模拟了钢锭凝固过程中温度场、凝固分数、缩松率及Niyama的分布。通过仿真与实际操作工艺相结合，以及钢锭的超声检测和解剖验证的低倍检验，证明了仿真技术和超声检测可以提高钢锭的冶金质量。     

4130圆筒锻件缺陷原因分析

4130圆筒锻件大端面边缘区域存在大量缺陷,经超声波检测发现缺陷属于外圆面浅表层缺陷,极易在精加工过程中暴露在成品表面,危害性极大。为了分析缺陷原因,利用低倍检验、金相显微镜、扫描电镜对4130圆筒锻件的缺陷进行相关检测,缺陷形貌及分布特点、解剖的裂纹特征属于典型的钢锭冶金皮下夹杂物、气泡。     

大型H13钢模块锻件制备及组织评价

针对大型H13钢模块锻件制备过程及组织评价进行了研究分析。模块锻件采用VD方式冶炼电极坯料,然后经电渣重熔方式冶炼12t重钢锭,钢锭锻前加热温度为1230℃,经三镦三拔锻造成形,锻后热处理工艺为高温正火加球化退火。模块化学成分符合NADCA推荐规范中高级优质H13钢标准,退火后低倍组织均匀致密无缺陷,显微组织均匀性十分良好,无网状碳化物及带状组织,布氏硬度平均为172.9HBW,退火性能良好,淬火晶粒度达到8.5级,模块锻件组织评价结果均符合大型高品质H13钢锻件组织要求。     

基于计算机模拟的工字形截面锻件流线缺陷的优化及试验验证

工字形截面锻件可以有效提高锻件强度、韧性和材料利用率。在其成形过程中,工艺参数选取不当会使锻件产生流线缺陷。针对工字形截面锻件成形缺陷,采用田口设计及计算机模拟相结合方法对锻件成形过程进行了优化。通过信噪比分析得出了最优参数组合。最后,通过生产试验对所得优化参数组合进行了验证。     

大型钢锭压钳口过程中冒口底部材料流动行为研究

针对大型自由锻锻件原始钢锭的冒口底部与钢锭锭身之间过渡区域的材料流动行为,本文采用有限元方法对大型钢锭自由锻造过程中的压钳口工序进行了模拟计算,并根据模拟结果,对冒口材料进入锻件内部的可能性及其对最终锻件产品质量的影响进行了考察。     

不等径阀体的多向模锻生产工艺

针对一种不等径阀体的几何特点和性能要求,设计了两种多向模锻成形方案。采用Deform-3D有限元模拟软件对两种方案的成形过程进行了模拟,在锻件成形载荷、温度场、等效应变场、成形质量方面进行了对比分析。模拟结果表明,两种成形工艺对锻件成形载荷、温度场及等效应变场影响不大,但对锻件成形质量有显著影响,方案1成形锻件存在端面折叠及纵向飞边缺陷,方案2锻件成形质量良好。因此,根据模拟分析将方案2在40 MN多向模锻生产线上进行生产验证。结果显示,金属材料流动性好,锻件填充饱满,锻件3个法兰面和凸台面的成形质量良好,无折叠、纵向飞边等缺陷,与模拟分析结果吻合。     

新型复合曲面型砧的锻造性能比较

以大型钢锭锻造过程为研究对象,通过理论建模和数值模拟,对大锻件变形的均匀性进行研究,将新型复合曲面型砧和传统V型砧的锻造结果进行比较,以求技出在用不同砧子进行锻造时,锻件内部的应力、应变状态.结果表明,复合曲面型砧在锻件组织性能优化上具有优势,其不但能使大型锻件心部得到很好的压实效果,有效地消除了钢锭内部出现的偏析、疏松及缩孔缺陷,而且大型锻件表面金属变形也能得到很好的控制,消除了锻造过程中的难变形区.     

提高大锻件质量的某些方法

长期生产的实践证明,大锻件的质量好坏与钢锭的质量优劣有着密切的关系。由于在冶炼与铸锭过程中,钢锭组织产生偏析、孔隙、疏松及杂质聚集等缺陷,随着钢锭重量及尺寸的增加,钢锭中的这些固有缺陷也愈严重,这就使锻造焊合内部缺陷,改善钢     

汽轮机转子锻造攻关

随着自由锻压力机产品技术要求的逐渐提高,如何保证大型锻件内部质量的锻造课题摆在我们面前。由于大型锻件内部质量要求一般都很严,同时大型锻件使用大钢锭锻造成形,而大钢锭的内部由于冶炼、浇铸及结晶等产生的夹杂、缩孔、气泡、偏析和树状结晶组织等缺陷较多,给大型锻件锻造带来很大困难。火电转子就是锻件内部质量要求非常严格的锻件。采...     

端盖闭式模锻数值模拟分析

以端盖锻件的热闭式模锻成形为例,采用数值模拟方法,对锻件的成形过程中的各项宏观变化规律,如损伤,载荷,温度场等进行了揭示,预测了锻件的宏观缺陷.同时,对其成形中的动态再结晶过程进行了模拟.从微观的角度揭示了锻造过程中工艺参数对微观变化的影响规律.     

20Mn舵系锻件内部贯穿性缺陷分析

我公司生产的某锻件内部出现贯穿性缺陷。通过电镜扫描、金相检测等手段进行分析研究,结果表明缺陷为氧化铝夹渣。进一步研究发现缺陷产生的原因为:进入钢锭的耐火材料或保护渣在锻造拔长过程中形成了贯穿锻件T、B端的缺陷。     

基于Deform-3D钛合金模锻件成形的仿真分析

采用10000 t液压机制备了钛合金筒形模锻件毛坯,基于Deform-3D软件对其成形过程中出现的局部严重折叠及裂纹问题进行了仿真分析,同时提出优化坯料结构和增加锻造火次两种解决措施并进行了工艺验证,通过拉伸试样和冲击试样检测了锻件的室温、高温力学性能,采用光学显微镜分析了锻件的显微组织。结果表明:钛合金模锻成形过程中,金属流线、温度场分布以及等效应变量的异常,导致锻件局部存在折叠、裂纹的风险。而通过优化坯料结构和增加锻造火次,有效控制了锻件成形中的金属流线方向和温度场分布,从而提高了钛合金在局部位置的成形极限,避免在成形过程中出现折叠以及裂纹缺陷,保证了产品质量,且产品性能满足要求,进而提高了生产效率。     

十字轴小飞边精密成形工艺

针对十字轴热模锻成形过程中飞边大、成形力大的问题,根据十字轴形状尺寸及锻造成形工艺特点,提出十字轴小飞边精密成形工艺。采用Deform-3D对十字轴小飞边精密成形工艺过程进行数值模拟,对模拟成形的十字轴锻件及其金属速度场、等效应变、模具载荷-时间曲线进行分析。模拟结果显示,十字轴锻件成形完整,金属流动均匀,模具载荷减小。结合模拟结果,设计制造模具进行十字轴成形工艺试验。试验得到的十字轴锻件,填充饱满,无折叠、表面裂纹等缺陷,飞边明显减小,与模拟结果一致。结果表明:改变十字轴热模锻成形工艺,采用十字轴小飞边精密成形工艺,使锻件飞边减小,锻造过程成形载荷降低。     

高筋铝合金航空接头锻件成形工艺研究

采用Deform-3D有限元软件对高筋铝合金航空接头锻件锻压成形工艺进行了仿真分析,获得了成形良好、应变分布均匀的最佳预锻件形状.在实验室压机上开展了缩比锻件的成形工艺实验,研究结果表明:优化的预锻件在模腔中的流动性提高、锻件充填完好、变形均匀、应力应变集中降低,所得锻件流线顺畅、晶粒细小、纤维组织明显、力学性能优良,避免了锻造缺陷;仿真与实验结果吻合,为航空接头锻件设计及成形工艺提供了依据.     

大型锻件的超声检测

<正> 用超声波探伤方法评定大型锻件中的内部缺陷,是一个十分复杂的问题。本文就超声波探伤解剖实践,对大型锻钢件的超声检测方法进行讨论。一、大锻件的固有特征对超声检测的影响大型锻件的超声检测最常出现的问题是低估缺陷的大小。例如图1所示的轴锻件内的横向大裂纹,长度为250mm,用常规的AVG检测结果仅反映出当量φ2～3mm的小     

汽车制动器推力杠杆模锻缺陷及工艺分析北大核心CSCD

流线缺陷是制约模锻产品质量的关键问题之一,因此,解决汽车零部件模锻过程中的流线缺陷问题已刻不容缓。基于塑性加工理论和热力耦合工艺,利用有限元DEFORM-3D软件建立了全流程模锻成形过程,对汽车制动器推力杠杆模锻成形过程中的流线缺陷问题进行了分析,并通过实验验证了模型的准确性。根据汽车制动器推力杠杆结构特征设计了两种模锻成形工艺方案JT和HJT,对比分析了两种方案的锻件成形过程、加载方式、锻件成形质量、锻件温度分布、锻件流线分布情况和受力分布等。研究表明:HJT方案可以改善模锻过程中的流线分布和受力分布,提高了锻件的抗拉强度和材料利用率,为解决流线缺陷问题奠定了理论基础。     

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。     

基于有限元模拟的7050超硬铝合金筋板锻件流线缺陷分析

由于7050铝合金筋板锻件对成形工艺的精确性要求较高,在成形过程中极易产生流线缺陷。为了揭示筋板锻件穿流、涡流等流线缺陷的形成规律,以工字形截面锻件为例,采用有限元模拟锻件的工字形截面成形过程。通过对成形过程速度场的研究,发现筋板根部容易产生穿筋裂纹,筋板顶部容易产生涡流。与矮筋型毛坯相比,采用高筋型毛坯利于提高金属充填模腔时变形流动的均匀性,能从根本上解决工字形截面锻件产生穿流缺陷。