9Cr3W3Co耐热钢锻造工艺数值模拟及实验研究

通过Deform 3D模拟了9Cr3W3Co耐热钢连续多道次锻造工艺,分析了等效应力、等效应变场和温度场的分布规律。基于模拟结果,优化了锻造工艺,并通过Gleeble-3800热模拟试验机对9Cr3W3Co耐热钢进行不同变形参数多道次热压缩实验,分析了不同变形参数下的热变形行为,结合热模拟真应力-真应变曲线和显微组织,验证了模拟的准确性。结果表明,模拟后的优化锻造工艺为应变速率5 s^(-1),变形方式为先大变形后小变形,变形后的坯料心部温度分布均匀,为951~970℃,等效应变分布均匀,为2.15~2.19。当应变速率为5 s^(-1)时,动态再结晶晶粒尺寸随变形温度的升高而变大,采用先大压下量后小压下量的方式,可获得完全再结晶的等轴晶,平均晶粒尺寸为15μm,变形后组织均匀性更好。结合微观组织演变结果分析,模拟实验具有可行性,实验结果与模拟结果基本吻合。

YZGH4169鼓筒轴锻造工艺研究

针对YZGH4169鼓筒轴难以锻造成形的问题,制定了YZGH4169鼓筒轴锻造成形优化方案,通过优化鼓筒轴锻造工艺、中间坯、锻模设计和有限元软件数值模拟等方法进行工艺试制。结果表明:优化方案确保了鼓筒轴锻造成形,提高了锻造效率和锻件合格率、材料利用率,延长了锻模使用寿命,减少了模锻成形火次,降低了锻造设备的压力和生产成本,锻件形状、尺寸、力学性能、硬度、晶粒度、金属流线、金相组织等均达到了规定的技术要求。

“虚实结合”的锻造工艺实验设计与实践

锻造工艺是金属材料成形的重要工艺方法。根据锻造工艺特点,结合本课程传统实验教学现状,设计了“虚实结合”的锻造工艺实验教学课程体系,开发了“开式冲孔”、“环形件模锻”等真实物理模拟实验和“锻造缺陷分析及工艺过程”虚拟仿真实验课程,并通过虚实结合的教学模式,使学生对锻造工艺相关知识进行全方位的运用和实践,大幅提升其工程实践能力。

核电大锻件锻造工艺改进方面的研究

参照实际工厂锻造600 MW大型核电锻件的典型工艺流程,采用DEFORM软件针对其中的平砧镦粗的改进工艺锥形板镦粗进行了详细的数字模拟分析,研究了新工艺变形工件内部的应力应变分布特征,并得出该工件锥形板镦粗的最佳锥形工艺角度,研究结果对实际核电大锻件的生产具有一定的参考价值。

锻造工艺对Ti-662钛合金棒材组织和性能的影响

采用不同锻造工艺生产的Ti-662棒材,使用水浸超声波自动检测系统对棒材进行扫查,形成C扫图,并对棒材两端进行显微组织观察及拉伸性能测试,研究超声杂波、显微组织及力学性能的关系。结果表明:锻造工艺参数对棒材显微组织有重要影响,而显微组织直接影响超声杂波水平和力学性能,通过优化锻造工艺,可提高棒材组织均匀性,获得均匀双态组织的棒材,提高拉伸性能,降低超声波检测杂波水平。

基于数值模拟的300M钢摇臂模锻件锻造工艺研究

以300M钢摇臂模锻件为研究对象,针对原自由锻工艺材料利用率低、加工量大等问题,将自由锻工艺调整为模锻工艺;并采用数值模拟技术研究了模锻成形速度场、温度场、应力应变场的分布规律及变化等,通过生产验证,锻件成形效果良好,工艺稳定性得到有效保证。

锻造工艺对TC17钛合金的显微组织和力学性能的影响

研究了α+β锻造、近β锻造和β锻造对TC17钛合金盘件的显微组织和主要力学性能的影响规律。结果表明:α+β锻造后的合金为等轴组织,近β锻造的合金为双态组织,β锻造的合金为网篮组织,3种工艺获得的显微组织较为典型;3种锻造组织的力学性能差异显著,等轴组织的室温拉伸强度较双态组织稍低,塑性最好,疲劳强度最高,但断裂韧性和蠕变性能相对较差;双态组织的拉伸强度最高,塑性较等轴组织稍有降低,蠕变性能相对等轴组织有较大提高,但其断裂韧性和疲劳强度相对较低;网篮组织的拉伸强度和塑性相对较低,但断裂韧性和蠕变性能均高于另外两种锻造组织。

基于虚拟现实交互的虚拟锻造工艺实习系统设计

锻造工艺是一种应用广泛的机械零件加工技术,也是高校机械类各专业必修的实践训练项目之一。由于锻造工艺对安全性和设备投入有较高的要求,学生通过传统的工程训练环节难以获得理想的教学效果。以典型的自由锻造工艺为例,运用虚拟现实技术设计并开发了虚拟锻造工艺实习系统。首先,通过对该工艺实习要求与工艺流程的分析,设计了虚拟实习系统的交互模式。然后利用Unity3D开发引擎设计并实现了锻造车间环境和锻机的虚拟样机。最后,对锻造工艺的具体步骤进行了合理设计,不仅实现了现有自由锻造工艺实习的功能,而且通过虚拟交互并辅以文字信息指导实验,使学生获得了比传统实物实习更好的效果。

锻造工艺对铌-钒微合金非调质钢显微组织的影响

在Gleeble-3800型热模拟试验机上对铌-钒微合金非调质钢进行热压缩试验,采用光学显微镜和扫描电镜研究了变形(锻造)工艺对试验钢显微组织的影响。结果表明:变形量为15%的低温(850℃)锻造能促进铌-钒非调质钢的组织细化,增加铁素体含量;减小冷却速率有利于先共析铁素体的生长,铌的加入使试验钢的再结晶终止温度提高,起到细化组织的作用,同时碳氮化物的析出促进了先共析铁素体的形成,使铌-钒微合金非调质钢的组织得到改善。

锻造工艺对TC4-DT和TC21损伤容限型钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响

研究了不同锻造工艺(近β锻造、准β锻造、两相区锻造)对TC4-DT和TC21损伤容限型钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响,对比分析了不同锻造工艺的微观组织和疲劳裂纹扩展路径的关系。研究结果表明,与两相区锻造和近β锻造相比,TC4-DT和TC21钛合金经准β锻造后的疲劳裂纹扩展速率最低。准β锻造的锻件疲劳裂纹扩展路径曲折程度大,断口表面粗糙度大,有效地降低了疲劳裂纹扩展速率。

基于有限元分析的锻造工艺优化技术研究现状与趋势

将有限元技术和工程优化技术结合起来,并应用到模锻工艺和模具设计过程中,可提高设计的效率和锻件的质量。本文介绍了锻造成形过程的优化目标函数。阐述了基于有限元分析的优化方法中最具代表性的两种方法--基于灵敏度分析的优化方法和基于目标函数值的拟合优化方法,并说明了它们的基本原理,系统全面地论述了基于有限元分析的锻模优化设计技术的研究现状,总结了各种优化方法的优缺点并指出了未来的研究方向。

锻造工艺及后续热处理对TC11钛合金组织与性能的影响

分析了常规锻造和特种锻造及后续热处理对TC11钛合金组织和力学性能的影响。结果表明:终锻温度为950℃时,TC11钛合金经特种锻造得到网篮组织,其锻态及热处理后的性能均优于常规锻造的(等轴组织);终锻温度为950℃时,两种锻造方式得到的钛合金性能均优于980℃的(等轴组织);TC11钛合金经950℃特种锻造后再结合高温均匀化和双重退火处理,得到的片状编织组织可使材料获得良好的强韧性匹配。

实现大型锻件质量控制应满足的锻造工艺条件

对大型锻件的热塑性加工过程进行科学控制， 消除锻件中的缺陷， 保证良好的组织和性能， 获得优质产品是控制锻造的目标。本文在综合研究了大型锻件变形规律、材料内部缺陷行为和材料高温力学性能等特性的基础上， 系统分析了影响产品质量的工艺要素， 提出了实施锻件质量控制应满足的工艺条件。

23Co13Ni11Cr3Mo超高强度钢模锻件锻造工艺研究

利用Gleeble-1500热模拟试验机对23Co13Ni11Cr3Mo超高强度钢进行了热压缩试验,建立了材料流变应力模型,采用Deform3D有限元软件对其模锻件锻造成形过程进行数值模拟,研究了不同工艺参数对锻件成形的影响。结果表明:适当增加变形温度,可有效降低材料的变形抗力,增强材料在模腔中的流动性;摩擦因子的减小,能够降低成形载荷,改善难变形区域的成形,使变形更为均匀;变形速率影响锻件的温升,其合理选择对锻件成形有一定影响。

锻造工艺对A800F非调质钢组织与性能的影响

研究了不同的终锻温度、锻造比及冷却工艺对A800F转向节和连杆锻件组织和性能的影响。结果表明,随着终锻温度下降,晶粒逐渐细化,铁素体组织逐渐增多,抗拉强度及屈服强度逐渐下降,冲击韧度逐渐增加;随着锻造比的增加,铁素体的含量逐渐增多,晶粒尺寸逐渐变小,冲击韧度逐渐增大,抗拉强度呈先增加后稳定的变化趋势;随着冷速的加快,晶粒尺寸逐渐变小,铁素体的含量逐渐增多,但冷速对抗拉强度和屈服强度影响则不大。用A800F替代40Cr生产转向节等锻件是可行的,其最佳锻造工艺为：终锻温度为950~1050℃,锻造比为10~15,冷却方式为空冷。

交流发电机转子磁极锻造工艺研究

介绍了国内外制造交流发电机转子磁极的锻造工艺 ,对热锻冷精整工艺进行改进 ,开发出热锻分流反挤压成形、锻件余热退火软化、冷锻精整的新工艺 ,并制定了加热规范 ,设计了分流反挤压模具和配置了锻造生产线设备。生产技术经济分析表明 ,新工艺高效、节能、节材、生产成本低 。

锻造工艺对航空轴承钢G13Cr4Ni4Mo4VA棒材冲击性能的影响

G13Cr4Ni4Mo4VA轴承钢(/%:0.13C,4.13Cr,3.52Ni,4.39Mo,1.19V)由6 t真空感应炉+1.3 t(Φ406 mm)真空自耗炉熔炼,并经锻造(1160℃加热,≥1140℃开锻,≥900℃终锻)生产成中120 mm棒材。力学性能试样经1 100℃80 min淬火(N_2气冷),-73℃2 h冷处理,3次回火:550℃2 h空冷处理。其冲击值a_(ku)为27.1~39.5 J/cm^2,低于标准87.5 J/cm^2要求。经试验得出,由于锻造温度过高,造成δ铁素体在晶界的析出,使棒材冲击性能降低。通过锻造工艺优化,将钢锭加热温度由原1160℃降至1 110℃,避免δ铁素体的析出,棒材的平均a_(ku)冲击值提高至113.6 J/cm^2。

大型锻件的锻造工艺研究进展

大型锻件的基本锻造工序是镦粗和拔长,二者都能改善锻件的内部质量。探讨了扭转镦粗的原理,分析了影响扭转镦粗的各种因素;介绍了型砧拔长工艺,评述了各种不同型砧对拔长效果的影响。

高温耐热合金Nimonic 80A锻造工艺探讨

船舶、坦克用柴油机的排气阀主要采用Nimonic 80A锻制而成。Nimonic 80A具有很高的耐热性能,在高温下强度高,变形抗力大,增加了锻造成形的难度。本文通过研究试验,提出了一套切实可行的胎模锻造成形方法。

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。