基于混晶评价的大锻件热锻晶粒组织演变

以大型锻件超超临界转子用12%Cr耐热钢为研究对象,采用拔长实验和数值模拟相结合的方式,探究了大锻件热锻过程晶粒组织演变情况。研究表明:热锻后坯料横截面晶粒不均匀性受锻造温度、锻比以及上模压下速度综合影响,小锻比和较低锻造温度与大锻比和较高锻造温度均可改善晶粒不均匀性。基于此,通过拟合得到了12%Cr耐热钢热锻过程坯料横截面晶粒不均匀性与锻造工艺参数之间的量化关系模型;针对大锻件“因大而生”的混晶问题,在现有混晶评价方法的基础上,提出了一种普适性更好的混晶评价方法,即采用统计学方法划分各小组,以每小组晶粒弦长和占总弦长的频率为基础,分别确定大、小晶粒分界组进行评价,对比拔长实验后的混晶组织演变规律验证了该方法的优越性。

大型锻造液压机锻造成形数智化应用研究

随着工业4.0时代的到来,智能制造已成为制造业转型升级的关键方向。在此背景下,大型锻造液压机作为重要的锻造设备,对生产效率和产品质量的提升尤为重要。研究基于人工智能的大型锻造压机锻造成形全过程多维度数据采集及关键参数智能感知技术,构建一套完整的数据采集系统,实时监控锻造过程中的温度、压力、速度等关键参数,借助云计算平台的强大数据处理能力,对采集到的数据进行深度分析和处理,实现锻造过程参数的实时监测和智能调控,达到锻造过程的数智化应用,为智能制造领域提供理论支持和技术参考。

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。

航空航天大型锻件质量与生产能耗检测方法

锻造工艺作为航空航天领域生产制造企业至关重要的精密成形方法,被广泛应用于大飞机和火箭上多品种锻件的批量生产,但是对锻件质量要求很高,且锻造工艺能耗巨大,直接影响企业的经济效益,间接造成众多环境污染问题。为争取早日实现我国“双碳”目标以及持续推进制造业转型和能源结构调整的目标,亟需在保证锻件质量要求的基础上采取节能降耗措施。针对航空航天领域以铝合金材料为代表的大型锻件常见缺陷与核心质量要求,将锻造生产流程分解为原材料、备料、加热、锻压和锻后热处理5个主要环节,归纳总结了锻件缺陷及其产生原因和影响机制;系统阐明外观质量、力学性能、晶粒度/平均晶粒尺寸、断裂韧性、残余应力和抗腐蚀能力等质量要求的检测方法的研究现状,为铝合金等金属大型锻件的重要质量检测研究提供指导;同时,针对大型金属锻件锻造工艺能耗管控粗放的特点,从工厂层、装备层、产品层3个层面梳理能耗检测方法并提供提高能效的相关研究思路,为实现航空航天大型锻件节能降耗生产提供指导。在锻造行业高质低耗生产转型发展过程中,该理论方法在以铝合金为代表的大型金属锻件关键质量检测和生产能耗检测方面,具有一定的指导意义。

大型锻件转子零件深孔加工工艺研究

大型转子深孔加工技术已成为重型装备制造领域的重要研究方向,其加工质量和加工效率对转子的性能、使用寿命和制造成本有着重要影响。基于此,对大型转子深孔加工工艺的研究具有重要的实际意义,结合实际生产情况,针对大型转子的深孔加工工艺展开深入研究,探讨有效的加工方法和工艺优化策略。

GH4141大锥度喷嘴内支撑环锻造工艺研究

以前期模拟试验为基础,通过多火次锻造得到了大锥度喷嘴内支撑环,并通过分析晶粒度来判断锻件性能。从模拟情况看,锻件成形过程贴膜良好,尺寸满足设计要求;从实际锻造来看,经过多次锻造成形后,锻件无裂纹、凹坑等缺陷,锻件也满足尺寸条件;锻件前后晶粒度变化明显,轧制完成后晶粒度整体较为均匀且明显细化,约60%的晶粒为4.5~5级,约40%的细晶为9.5~10级,成形后晶粒度大头端与小头端相比,大头端更细,热处理后,整个截面晶粒度整体均匀,达到6.5~7级。

一种新型井式炉用淬火吊具的设计和应用

设计了一种新型的井式热处理炉用淬火吊具,可适用于大高径比压力容器用筒体零件的热处理。采用传统力学计算与有限元分析相结合的方法,对淬火吊具的受力和形变进行研究,并对吊具的强度进行校核。实践结果表明,淬火吊具设计合理、安全有效,使用此淬火吊具可顺利地完成大高径比筒体类零件的调质热处理。

Simulation of Large Forging Flat-Anvil Stretching Process and Its Optimization

In this paper,a kind of mathematic method for optimizing stretching process of large forgings is proposed.Distributions of effective strain within forged ingots is described by a Gauss function,which is obtained from the simulation of flat-anvil stretching process.Successive stretching is expressed by the superimposing Gauss functions.Optimized stretching process,with both homogeneous and certain strain in the center of forgings,is presented by derivation of this function.The relationship between effective strain and the values of feed is obtained during the successive stretching with a rotation angle of 90° and a feed displacement of 1/2 anvil width.The optimization result is verified by finite element simulation.Optimized value of feed obtained using this method can ensure both uniformity and forging penetration.It provides mathematic model and theoretic basis of optimizing large forging stretching process.

大型航空关键构件整体精密模锻成形技术研究进展

随着航空产业的快速发展,大型、整体、精密和高性能的模锻件在航空关键构件中的占比不断提高。航空关键构件尺寸的增大、复杂程度的增加以及材料强度的提高,给大型航空关键构件的整体模锻成形带来了巨大挑战。首先介绍了实现大型航空关键构件整体模锻成形面临的关键挑战以及解决途径,然后综述了整体精密模锻成形技术在典型大型航空关键构件如飞机承力框、起落架和发动机涡轮盘中的研究进展,最后对大型航空关键构件整体模锻成形技术的未来发展前景进行了展望。

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。

高强钢大型构件锻造全流程微观组织演化预测分析

基于300M钢锻造全流程微观组织演化模型在DEFORM3D软件中进行了二次开发,建立了300M钢大型构件锻造全流程微观组织演化预测分析平台。为验证平台的可靠性,基于预测分析平台对300M钢圆柱试样锻造全流程过程的晶粒尺寸及再结晶体积分数进行了预测,并将其与实验结果对比发现,预测值与实验值的相关性系数均在0.95以上,表明所开发的锻造全流程微观组织预测分析平台准确可靠。进一步地,针对某型号300M钢大型飞机起落架因结构复杂导致微观组织难控的问题,在开发的预测分析平台上进行了全流程数值模拟。结果表明:飞机起落架锻件晶粒尺寸分布不均匀,端部中心、凸起部分区域发生了动态再结晶且晶粒细化较为明显,杆部动态再结晶程度低且平均晶粒尺寸粗大。

大直径薄壁双相不锈钢无缝管的开发

介绍了一种将热轧、热扩、冷拔有机结合的大直径双相不锈钢无缝管制造工艺。通过锻造开坯工艺有效地提高了管材的低温冲击韧性;在热加工和热处理过程中控制加热制度和冷却速率,避免了σ等有害相的析出和表面裂纹的产生。检验了大直径薄壁S32205无缝钢管的金相组织、常温机械性能和瞬时高温拉伸性能及耐腐蚀性能,结果均满足要求。

大型封头锻件成形技术分析与试制

通过对封头锻件关键成形方法和控制难点进行综合分析,首次提出了“全断面镦粗+十字进砧压实+旋转进砧压实”主变形控制新方法和拉深成形整体模具结构设计方案。结合工艺性分析,建立了有限元模型,对锻透压实工艺方案的可靠性进行了仿真分析,多角度分析了拉深成形阶段影响封头壁厚变化的关键因素,重点分析了模具间隙、凹模圆角和模具润滑条件对各部减薄量的影响规律,对新方案压实工艺参数控制和采用整体模具结构设计的成形效果及质量进行了预测。最终确了定最优主变形锻透压实方案和整体模具结构设计,并通过生产试制验证了工艺参数及成形工艺的合理性。

大法兰侧轴锻件热加工工艺研究

针对大法兰大截面差电机侧轴锻件,分析了整体自由锻工艺的弊端,通过研究锻件成形机理及锻造过程,采用胎模锻+自由锻成形相结合的工艺方案,使锻件具有更优良的锻造流线,提高了原材料利用率、避免了自由锻产生的锻造缺陷问题;合理选择材料的热加工工艺控制参数,锻件生产检验各项指标优异。

大角度盆状TC6钛合金锻造成形研究

介绍了通过饼坯+胎模成形大角度盆形锻件的近净成形锻造方案,并对方案进行了模拟验证、生产试制。试验结果表明:对于大角度盆形锻件采用饼坯+胎模成形的近净成形方案,可获得流线及组织性能良好的锻件。检测结果表明:锻件内部未见缺陷及清晰晶,流线沿锻件外形分布,无穿流和涡流,高倍组织为典型的等轴组织,β相基体均匀分布初生α相,初生α相含量约为40%,晶粒细小且均匀,各项性能检测结果均满足要求且有一定富余量。该方案的生产验证了TC6大角度盆形锻件的生产新模式,既能保证产品质量又能节约生产成本,还能充分挖掘设备生产能力,创造更好的经济效益,对类似产品成形有一定的指导作用。

大型长筒锻件成型工艺研究

通过对7075铝合金大型长筒锻件锻造扩孔环节成型方法的深入研究,利用DEFORM-3D软件对长筒分阶段扩孔进行有限元分析及优化,解决了大型长筒形锻件成型时马杠扩孔长度缩短问题。采用该关键技术能够生产出优质的大型长筒形锻件。

直径7.8 m特大型管板整锻成形技术研究

直径7.8 m的特大型管板由于自由锻压机开裆尺寸的限制,通常只能采用分段锻造—拼焊成形的技术方案,本文提出了采用分步分区、不同阶段不同旋压控制的整锻技术方案。为保证管板心部压实效果,同时避免饼形锻件片状缺陷的产生,对锻造工艺参数进行了讨论分析。并且通过数值模拟研究了锤砧宽度和压下量对中心及边缘成形质量的影响,确定了合理的锤砧宽度和压下量。根据讨论分析和数值模拟结果制定了直径7.8 m特大型管板的整体锻造工艺方案,并通过实际生产验证了工艺方案的可行性和合理性。

大型锻件硬度检测技术研究与改进

端盖本体是大型锻件毛坯,材料为42CrMo钢,因工件尺寸较大、毛坯面粗糙等,采用传统的便携里氏硬度计会存在检测结果出现偏差,给产品按时交付带来困难。为了解决这一问题,分别采用工件粗车前后对比和本体取样两种硬度检测方案进行探索试验,通过分析检测结果发现,工件粗车后因刀具的挤压作用使工件表面硬度结果偏高,毛坯锻造热处理质量缺陷也会引起工件硬度的不均匀。最后得到了端盖本体锻件毛坯硬度检测的最佳方案,解决了大型工件硬度检测难题,并提高了检测结果的准确性。同时,也为工程实践中大型锻件硬度检测提供了改进方向和理论支撑。

基于ANSYS分析的大尺寸双腹板锻焊滑轮研制

随着石油钻井设备技术的革新升级,常规的小尺寸铸造滑轮因毛坯周期以及难以避免的铸造缺陷和环境保护要求已经不能很好适应新时期的需要,因而催生了大尺寸的锻焊双腹板滑轮。该文结合成功应用于我国某海洋钻井平台上大尺寸双腹板滑轮真实案例,详细阐述了大尺寸双腹板滑轮的结构,同时利用ANSYS有限元软件对滑轮受力情况进行了计算分析,所得到的生产制造和动平衡试验真实数据为行业内后期相关大尺寸双腹板锻焊滑轮的设计以及生产制造提供了基础经验。