基于热加工图的7075铝合金热塑性变形工艺参数优化识别

在Gleeble-1500热模拟试验机上进行多组热压缩试验,得到7075铝合金在成形温度573～723K,应变速率0.01～10s-1下的真应力-应变数据,用此数据作为计算应变速率敏感指数（m值）、功率耗散因子（η值）、失稳判据（ξ（ε.）值）三重判据的基本模型。通过三重判据构建包含应变在内的7075铝合金热加工图,并观察试样变形后的微观组织来验证热加工图,最终判断该合金在试验范围内的最佳变形参数。结果表明7075铝合金热加工的安全区集中在高温低应变速率区,并随着应变的增加,η值逐渐增加;通过金相观察,稳定变形区,材料由于变形发生动态再结晶而使晶粒细化;不稳定变形区,裂纹伴随着流动位错带的产生而被发现,因此可以通过包含应变的热加工图所确定的最佳工艺参数来保证无缺陷的7075铝合金锻件。     

通过温变形细化晶粒提高镁合金的塑性

镁合金适合轻量化设计,但在实际生产中镁合金一般采用压铸成形。通过提高塑性变形能力。可使镁合金板料成形和冷锻得到广泛应用。温变形细化晶粒是提高塑性变形能力的可行方法。研究了AZ31和AZ61镁合金温变形过程中晶粒的尺寸变化。测得变形温度、应变速率、原材料的变形量、保温时间以及合金成分的影响,之后还将进一步研究合金成分对晶粒尺寸的影响。 在550K左右进行温变形时发生动态再结晶,所得晶粒的尺寸最小。提高变形温度将使再结晶晶粒尺寸变大。在较低温度下的温变形以挛生为主,引起沿晶界的局部动态再结晶,产生所谓链状结构。增加变形量不能抑制这种现象。通过低温变形得到1um大小的晶粒需要分两步进行：首先在600K左右预变形。然后在550K左右达到真实应变为0．7的低温变形。加入钙有利于细化晶粒尺寸,但是加入量必须小于0．2％。     

汽车万向节叉热挤压成形的数值模拟分析

采用刚粘塑性有限元法对万向节叉热挤压成形过程进行数值模拟分析,综合考虑了变形、热传导、变形生热、摩擦生热等多个因素,得出了成形过程中金属流动变化的3个阶段。研究了摩擦条件和终锻温度对成形力的影响,得出良好的润滑条件和给模具进行预热,能够有效的控制成形力,有利于金属的流动及提高模具寿命。     

核电设备用钢20MoNiMn内部空洞愈合过程分析

通过热物理模拟试验获得20MoNiMn钢在不同变形条件下的真实应力一应变曲线,将数据导入到有限元软件DEFORM一3D中数值模拟20MoNiMn铜内部空洞愈合过程。结果表明,空洞闭合是由球形空洞到椭球形空洞,从椭球形空洞的两长轴端开始闭合,并随着压下量的增加逐渐向心部扩展达到完全闭合。闭合后的空洞裂隙需要在高温下的原子...     

基于DMM加工图的Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金热塑性变形参数优化识别

通过Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V（TA15）合金多组试样热物理模拟压缩实验获得温度1073～1323K、应变速率0.01～10s-1下的真实应力-应变数据,以此作为计算应变速率敏感指数m、功率耗散系数η、失稳判据ξ三重指标的底层材料模型。以一组3D曲面形式揭示了应力、应变速率、温度、应变量的共同作用诱导的多种变形机制的转化及同时存在所引起的应变速率敏感系数m的剧烈响应,并通过m值的正负初步识别变形稳定区和失稳区。进一步绘制能量耗散图并识别出η值为负的不稳定变形区,以及η值为正的稳态变形区。在此基础上最后通过失稳判据分布图识别出ξ〉0的稳定变形区、ξ≤0的失稳变形区。最后将不同应变下的功率耗散图和失稳图叠加以构造最终所需的含应变影响的系列加工图。综合识别后,具有较高m值水平、较高η值水平、较高ξ值水平的稳定变形参数区间为优先推荐,具有负m值水平、负η值水平、负ξ值水平的失稳变形参数区间为避免推荐。     

基于动态再结晶仿真的40Cr轴锻件锻透性研究

合理的拔长工艺可有效利用动态再结晶机制对大型轴类锻件充分改性.建立宏微观耦合仿真模型,对Φ300 mm×4000 mm的轴锻件的拔长过程进行数值模拟,综合考虑了变形、热传导、变形生热、摩擦生热、动态再结晶等多个因素.分析发现在下压的第2圈即累计压下率约为9%时,材料达到了临界应变条件而发生动态再结晶;随着压下率的增加,动态再结晶体积分数升高;当压下率达到约30%时,随材料心部有67%的区域充分改性;拔长后约60%的区域动态再结晶晶粒尺寸低于100μm,晶粒细化.     

基于热力耦合的42CrMo支撑座成形动态再结晶模拟分析

在综合考虑了成形、热传导、产热及动态再结晶的情况下,采用了刚粘塑性有限元与动态再结晶演化热力耦合的方法,建立了宏观与微观相结合的工艺模型,对42CrMo钢支撑座进行了锻造过程变形和动态再结晶的热力耦合模拟。结果表明:在宏观上,支撑座制件成形良好;从微观角度分析,晶粒尺寸介于18.6～22.1μm的金属所占体积百分比最大,为28.962%;约有67.244%的金属发生了完全动态再结晶。此外还分析了该锻件的一个重要受力截面,该截面内部晶粒尺寸较锻件顶部与底部的晶粒尺寸略大些,这是由于内部长时间高温使得晶粒二次长大。     

退火20MnNiMo合金高温流变行为的一种本构描述

通过20MnNiMo钢多组试样的热压缩实验获得应变速率为0.01～10 s-1、变形温度为1173～1473 K条件下的真应力-应变数据。结合Arrhenius双曲正弦本构方程,通过线性回归分析求解得到不同变形条件下本构模型中的热变形激活能Q,材料常数n、α及结构因子A,从而构建了用于表征20MnNiMo钢流变应力与应变量、温度、应变速率之间内在关系的本构方程。研究结果表明:20MnNiMo钢在热压缩变形过程中发生了明显的动态软化行为,流变应力水平随应变速率的增加而增加,随温度的升高而降低;流变应力的预测值与实验值较吻合,而且预测的最大相对误差仅为7.54%。     

万向节叉正反挤压成形的宏微观耦合模拟

万向节叉属于拨叉类零件,其成形难度大且成形质量要求高.建立宏微观耦合仿真模型,对万向节叉的正反挤压成形过程进行数值模拟,综合考虑了变形、热传导、变形生热、摩擦生热、动态再结晶等多个因素.分析整个变形过程发现,万向节叉反挤压变形提前于正挤压变形;同时发现万向节叉锻件内部有59.929%的区域完全改性,有4.794%的区域未发生动态再结晶暨没有获得锻造改性;预测了万向节叉内部晶粒大小及分布,微观方面的分析为预测锻件性能及设计热处理工艺提供依据.