GH625高温合金管缩径旋压成形数值模拟及试验研究

基于ABAQUS/Explicit平台建立了高温合金管缩径旋压三维弹塑性有限元模型,对GH625高温合金管缩径旋压成形过程进行了模拟分析,研究了轴向进给速度、旋轮圆角半径、旋轮安装角度对高温合金管缩径旋压成形质量的影响规律。研究结果表明,高温合金变径管在旋压过程中,随旋轮的轴向进给,不同的区域截面变化趋势不同。对工艺参数进行分析,发现轴向进给速度及旋轮圆角半径增大时,壁厚增大;旋轮安装角度对零件壁厚无明显影响;进给速度越大或圆角半径越大,截面椭圆度越大;距自由端较远时,旋轮安装角度越小,截面椭圆度越大;随着旋轮的进给,距自由端越近,椭圆度波动越严重。最后,根据数值模拟结果确定最终工艺参数为轴向进给速度0.25mm/r,圆角半径取值2~4mm,旋轮安装角度为90o,并进行了高温合金管缩径旋压试验,得到了较好的成形件。

三维自由弯曲成形装备及其关键技术

作为一种新型柔性成形技术,三维自由弯曲技术特别适用于具有复杂空间轴线、异形截面的空心构件。主要综述了三维自由弯曲成形技术的发展历程、成形装备的发展过程以及国内外的研究现状。在此基础上,重点分析了三维自由弯曲成形装备的5种典型构型及其机构运动原理,介绍了5种构型的各自特点及工程应用,并对自由弯曲成形装备的关键技术如过渡段处理技术、有限元数值模拟技术、难变形材料自由弯曲热成形技术等方面进行综述,并结合笔者的研究经历对管材自由弯曲成形研究中存在的问题进行了简要分析。最后,对管材三维自由弯曲成形技术及装备在航空航天、核电、汽车、医疗等领域的应用前景进行了分析和展望。

三维自由弯曲技术及变形区长度优化数值模拟研究

目的开展自由弯曲变形区长度优化研究,获得外径为15 mm、壁厚为2 mm的6061-T6铝合金管材的最优A值。方法从三维自由弯曲成形技术的基本原理及控制程序入手,基于有限元分析方法,利用ABAQUS仿真软件对管材三维自由弯曲成形过程进行数值模拟,研究成形过程中管材弯曲变形区的受力过程变化,分析变形区长度(A)对弯曲成形结果的影响规律。基于最优的变形区长度,对制冷系统管路中的6061-T6铝合金复杂空间弯曲构件进行仿真模拟及实际成形试验。结果试验成形构件尺寸与模拟成形构件尺寸相近且均接近设计尺寸,试验成形构件最大壁厚减薄率不超过9%,最大截面畸变率不超过5%,具有较好的成形质量。结论目标构件的有限元模拟及成形试验验证了变形区长度优化结果的准确性。

空心双拐曲轴加载路径优化与成形规律

目的研究加载路径对空心双拐曲轴成形效果的影响。方法基于有限元分析软件,对304不锈钢双拐曲轴内高压胀形工艺进行有限元仿真,分析了加载路径对双拐曲轴胀形高度与壁厚的影响,并对开裂、起皱等缺陷产生的原因进行分析,最后,根据数值模拟结果,对双拐曲轴进行实际成形试验,并将数值模拟结果与试验结果进行对比。结果成形压力小于20 MPa时,管坯产生起皱;成形压力大于60 MPa时,管坯产生开裂。通过试验获得了壁厚分布均匀的双拐曲轴零件,并且数值模拟结果和试验结果基本一致。结论轴向进给大、内压不足容易导致过渡圆角处起皱;轴向进给小、内压过大容易导致拐部顶端开裂。只有设置合理的加载路径才能成形出壁厚均匀性好,胀形高度达到要求的双拐曲轴。

填充不同材料条件下管材三维自由弯曲变形行为研究

目的研究三维自由弯曲过程中,不同填充材料对管材成形性能的影响,比较不同填充材料的影响效果。方法建立相关力学模型,分析比较固体填充物以及柔性填充物对成形质量不同的影响机理,并基于ABAQUS有限元仿真软件,对成形过程进行数值模拟分析。结果与填充PU棒时成形结果相比,当填充SS304钢珠时,管材具有更好的成形性以及更小的厚度变化率,同时,当内部填充材料时,管材椭圆率均会降低,且当填充材料为SS304钢珠时,椭圆度最低可达2.6%。结论将三维自由弯曲技术与填充成形技术相结合,可以有效提高管材成形性能,并且固体填充物要好于柔性填充物,有限元模拟及实验验证了模型的正确性。

大型复杂薄壁整体熔模精密铸件的陶瓷型壳技术研究

介绍了熔模铸造工艺中型壳材料的选择,浆料配方与制备工艺流程的优化过程。通过研究浆料性能表征和型壳性能表征,得到具有足够的高低温强度、较低的残余强度、优良的热性能、化学稳定性、适当的透气性和低蠕变性的型壳。使用这种型壳可以浇注出尺寸稳定,质量优良的大型复杂薄壁整体熔模精密铸件,应用于国防军工领域相关产品的生产。

浅谈棒材超声水浸法纵波检测聚焦探头的选用

水浸点聚焦或线聚焦探头广泛用于超声自动化检测设备上,关于聚焦探头的选取,目前能查阅到的资料中,多是采用横波检测方式,特别是在管材探伤运用中的介绍。棒材超声水浸法纵波检测聚焦探头的选用却少有具体介绍。本文通过对现场检验发现的异常现象进行对比试验和原理分析,对超声自动化棒材内部缺陷的检测探头的选用进行探讨。

热处理工艺对气阀合金NCF3015组织和性能的影响

通过金相显微镜和扫描电镜分析了NCF3015气阀合金不同固溶温度下的组织变化规律,使用万能拉伸试验机研究了NCF3015合金在不同固溶时效温度下的力学性能变化规律。结果表明,固溶温度超过1010℃,晶粒快速长大。固溶态合金基体主要为奥氏体等轴晶组织,基体上析出少量的碳氮化物。时效处理后,合金基体析出球形的γ′强化相,固溶温度越高,强化相尺寸越小。合金高温拉伸性能显示,合金在低于750℃下使用,力学性能较好。

一种新型镍基合金在超临界多种离子共存环境下的腐蚀行为

研究一种新型镍基合金X-1#在550℃,23 MPa含PO_4^(3-),Cl^-和SO_4^(2-)超临界水中分别腐蚀72,159,248,429和537 h的腐蚀特性.结合SEM,EDS,XRD和XPS等分析测试方法研究了X-1#合金氧化膜和反应釜沉积物的形貌、物相组成和元素成分分布等.结果表明,X-1#合金在该环境下形成了均匀和完整的氧化膜,氧化膜由疏松外层和致密内层组成,外层主要包含NiO,Ni(OH)_2和磷酸盐,内层由NiCr_2O_4和Cr_2O_3组成.腐蚀初始阶段腐蚀速率较快,248 h后腐蚀速率明显下降,这是由于氧化膜内层稳定性好且连续致密分布,有利于X-1#合金抗高温氧化腐蚀.

打破国外技术垄断推动我国高温合金产业结构调整升级——国家863计划项目“大尺寸高温合金结构件材料研制及热加工技术”成果

高温合金是航空发动机与燃气轮机制造的关键性结构材料，因合金化程度很高，国际上称其为超级合金（Superalloys）。中国钢研科技集团有限公司（原钢铁研究总院）牵头，联合国内相关单位共同承担了国家863计划新材料技术领域高品质特殊钢核心技术（二期）“大尺寸高温合金结构件材料研制及热加工技术”项目。