特大型锻钢件的热处理

特大型锻钢件是能源、冶金、石油化工等行业重型装备的关键基础零部件。其热处理则是其制造工程中难度最大、影响因素最为复杂和风险最高的环节。首次发布的GB/T 42537-2023《特大型锻钢件的热处理规范》规定了特大型锻钢件热处理的技术要求和工艺方法。

大型异形分模锻件防错移模具优化研究

异形分模模具的防错移设计是异形分模锻件错移控制的必要手段,但对于错移力超过30 MN的大型异形分模锻件,其锻件错移控制难度极大。因此,本研究通过在型腔内的特定角度偏移抵消部分错移力,再结合导柱-导柱孔方式控制压制成形初期的错移力,最后使用无斜度锁扣设计控制压制成形末期的错移力,从而实现对大型异形分模锻件错移的有效控制。该模具设计方法为复杂锻件极限制造下的错移控制提供了一种有效解决途径。

核电站核岛大型铸锻件制造工艺评定方法研究的意义

为实现核岛大型铸锻件的国产化,在保证质量的条件下实现批量化生产,不仅需要制造厂在制造技术上进行创新,还需要成功完成核岛大型铸锻件制造工艺的技术评定。通过对目前国内制造工艺评定技术现状、评定工作的重要性和可行性进行分析,明确了核岛重要部件工艺评定范围。深入了解工艺评定对核岛主设备国产化具有重要意义。

大锻件非连续热变形组织演变宏微观模拟

综述了几种典型大锻件材料热加工过程组织演变建模方法。以核电用钢SA508-3从加热到锻造成形全流程微观组织演变规律为研究内容,建立了反映微观组织演变物理特性的唯象数学模型;以低碳钢SS400为研究对象,提出新形核参数辨识方法及位错关联型形核模型,开发了适用于预测该材料动态再结晶行为的元胞自动机模型;以30Cr2Ni4MoV低压转子钢为研究对象,将理论建模、数值模拟和实验研究相结合,根据应变-位错密度-再结晶-流变应力之间的宏微观相互影响规律,建立了包含奥氏体化晶粒长大-变形-回复-动态再结晶-亚动态再结晶和静态再结晶各过程在内的微观组织演变元胞自动机模拟方法,用于多道次热压缩微观组织演变;以核电用钢316LN不锈钢为研究对象,通过将多级元胞空间的概念引入到传统的元胞自动机模拟框架内,制定了再结晶中的元胞状态转变规则及不同级元胞空间之间的数据传递规则,建立了用于模拟动态再结晶的多级元胞自动机模型,其中包括新开发的全场多级晶粒拓扑变形模块以及多级再结晶形核模块,并对该模型进行了验证。介绍了对核电大型蒸汽发生器及水室封头成形进行新技术开发的工业应用案例,此外,结合多道次元胞自动机模型,集成热锻非连续变形多尺度数字化仿真系统,进行多工步、多道次拔长过程微观组织演变的多尺度模拟。

回转类锻件视觉测量系统自标定

针对回转类锻件视觉测量系统标定问题,本文提出了一种基于被测对象自约束特征的系统参数自标定方法。首先,利用筒类锻件和支撑轴的回转特性,通过共轴截面曲线圆环点和极线约束建立摄像机系统内参数约束方程,求解测量系统所有内部参数。其次,在求得的内参数矩阵的基础上,通过锻件回转轴和截面图像的成像特点建立测量系统外参数方程,求解测量系统外部参数。实验结果表明,该方法只需利用被测对象自身几何约束,不需任何标定板和标定块,标定过程简单有效。

大型锻件的热处理工艺

研究了大型锻件的热处理工艺 ,根据大型锻件的特点 ,优化了工艺参数 。

大型铝合金锻环形变热处理方法

2A14铝合金大锻环需进行形变热处理。设计了新的冷变形模具，采用新的分段冷变形方法，在现有的水压机上完成了大锻环的形变热处理过程。大锻环的力学性能和显微组织达到了用户的要求。

大型薄壁壳类件等温精密锻造成形研究

为了克服某雷达用关键大型薄壁壳类件传统加工方法中存在的材料利用率低,生产效率低,零件强度低等缺陷,提出采用等温精密模锻工艺成形,设计了预、终两步成形工艺方案。有限元模拟结果表明:预锻能够合理分配坯料体积,使得终锻充填均匀;终锻成形载荷大,采用分流思想使成形载荷下降了20.4%。

大直径重载行星滚柱丝杠径向锻造塑性成形的探讨

行星滚柱丝杠是一种新型的适用于高速、重载、高精度场合的滚动功能部件,但其大直径丝杠均采用切削加工方法制造,效率低、浪费材料、影响丝杠机械性能。本文提出了利用径向锻造塑性成形大直径重载行星滚柱丝杠的新工艺:连续进给径向锻造成形丝杠、间歇进给径向锻造成形丝杠。阐明了两种工艺成形原理,推导了不同工艺过程中工件运动和锻模的几何参数及个数之间的关系,比较了两种径向锻造成形丝杠的迥异。本文提出的径向锻造工艺可推广应用到其他大直径丝杠、螺杆等螺纹类零件。

Cr12MoV钢大型锻件的锻造工艺

文章对Cr12MoV钢特大型锻件的锻造工艺进行了分析。通过实例锻件锻造生产,指出了现场锻造注意要点。

钛合金大型复杂件预制坯成形工艺模拟研究

通过分析TA15钛合金大型复杂件预制坯的外形特点,确定了采用方坯通过自由锻和胎膜锻成形预制坯的工艺方案。基于DEFORM-3D有限元模拟软件,建立了胎膜锻成形的有限元模型,模拟分析了其成形过程,得到了平砧圆角半径、左凸台宽度、胎膜半径对预制坯成形的影响规律,同时通过试验验证了模型的可靠性。结果表明,应先局部镦粗成形凸台,后进行胎膜锻,两工序不能颠倒;平砧圆角半径越大,凸台高度及两凸台间的高度差越大,但右凸台的倾斜程度越来越小;随左凸台宽度的增大,左凸台高度由小于右凸台高度逐渐转变为大于右凸台高度,但对右凸台的高度影响不大;随胎膜半径的增大,左凸台的高度逐渐增大,右凸台的高度逐渐减小,两凸台的高度差逐渐增大。该研究为大型复杂件预制坯成形工艺方案的制定,及胎膜锻参数的选择,提供了理论指导。

高参数汽轮机高温部件用大型铸锻件研发和应用

在分析高参数汽轮机高温部件对材料性能要求及国内外铸锻件厂家制造能力的基础上,介绍了国内外高参数汽轮机用大型铸锻件的研发和应用现状及最新进展,并分析了国内外的差距,最后给出国产大型铸锻件的研发和应用建议。

用于大型铸锻件现场硬度检测的大型硬度计

大型硬度计主要用于大型铸锻件的现场硬度检测。介绍了国内外典型大型硬度计的原理、结构、性能、操作方法、主要特点及技术参数。结果表明:摇臂式硬度计,以手动或半自动方式工作,主要用于检测单件或小批量大型工件;门式硬度计以手动、半自动或全自动方式工作,既可用于单件或小批量大型工件的检测,也可用于批量大中型工件的检测;其中自动门式硬度计的检测效率较高,可用于批量工件的逐件检测;以自动门式硬度计为核心,配上打磨、上下料、压紧及输送装置,并且增加远程通信功能,可以构成一套在线自动硬度检测系统。

燃煤电站用大型铸锻件材料设计及热处理现状

从燃煤电站大型铸锻件用钢及合金的开发背景和发展历程、超超临界燃煤电站大型铸锻件用钢及合金的合金化特点、热处理工艺、微观组织及其演变等方面,综述了燃煤电站大型铸锻件用钢及合金的材料设计及热处理的研究现状。欧美日等的研究机构经过几十年的持续投入和努力,在燃煤电站大型铸锻件材料研发和生产发面均取得了瞩目的成果。中国在这方面也进行了大量投入,自1980年开始注重亚临界、超临界转子材料的研究,到2000年后超超临界材料的研究,2015年至今高超超临界材料的研究,在引进→消化→吸收的基础上,取得了一定的成果,开始创制拥有自主知识产权的新钢种和合金,并实现了部分产品的稳定供应。随着燃煤蒸汽参数的提高,大锻件用钢的化学成分趋于复杂化,材料的105h外推持久强度不断提高。在新型的马氏体耐热钢铸锻件成分设计中更加重视微量元素B、N应用,以及W、Mo、Co多元素复合添加的作用。国内学者在微观组织和力学性能方面对大锻件用钢的研究报道较多,研究比较深入系统,需要利用材料设计新方法结合中国现有的强大塑性加工能力,加强原型钢种或合金的创制工作。在发电机转子护环材料的研发方面也给予足够的重视。对比分析了几种典型转子用钢、汽轮机缸体及阀体用钢的关键物性指标。结合经验探讨了未来高参数超超临界电站用大型铸锻件用钢或合金材料的发展方向。

挤压铸造高品质大型结构件

大型结构件的高品质整体成形是零件制造领域的难题。挤压铸造以整体流变补缩解决了重力铸造补缩效率低和收缩缺陷的问题,又以良好的流变充型能力突破了固态锻造技术设备能力的限制,成为大型结构件高品质整体成形制造的新选择。实践证明,使用专用涂料、铸造模具代替锻造模块并对模具温度进行有效调控是降低模具成本占比的有效途径。局部多点加压、复合挤压以及随流半固态挤压铸造都是显著降低设备投资、确保高品质成形的有效措施。

大型筒形件轧制过程中的锻透研究

随着大型筒形件在重大装备中的核心作用愈加明显,其制造技术愈加重要。轧制技术是大型筒形件成形的重要工艺,为了研究筒形件轧制时压下量和锻透率之间的关系,建立了筒形件轧制的三维有限元模型,并应用有限元分析软件Deform-3D进行数值模拟。通过改变芯辊压下量,分别取芯辊相对进给量为15.9%,17.2%和19.9%进行数值模拟,分析筒形件锻透过程中塑性变形区的分布情况,得到大型筒形件锻透过程中塑性区的分布规律及芯辊压下量对筒形件锻透的影响规律。根据与经验法则所计算出的锻透深度进行对比得知,相对进给量为19.9%时筒形件实现完全锻透,这一结论与经验法则的判断一致,说明经验法则能够有效地判断大型筒形件轧制过程中的锻透性。

薄煤层液压支架用大型柱窝模锻成形工艺及模具设计

针对薄煤层液压支架上大型、薄壁、高落差、高减重孔类柱窝锻件在锻造成形中易产生错移、球窝面及窝口变形、拔模后截距大、截面积突变明显、成形载荷大、模具寿命低的问题,提出一种新的锻造成形方式。通过采用曲面分模、模具型腔倾斜放置、渐变拔模、减少模具闭合高度等方法,实现了此类型柱窝的锻造成形及顺利出模。结果表明,通过对模具结构、模具材料、热处理硬度的合理设计,可以达到提高锻件质量、减小机械加工余量、减少打击次数、缩短打击时间、提高生产效率、降低生产成本的目的。通过长时间对大型模锻件成形工艺的研究,总结出锻造行业国家标准中没有的大型锻件的工艺参数。