高温塑性加工过程中缺陷修复规律

高温塑性变形金属内部的微裂纹在扩展的同时,有一可逆的修复过程,研究其成因条件和影响因素并加以利用可大大提高产品质量。论文采用钢试件高温模拟方法对热加工过程中易引起大型锻件内部探伤超标的孔洞型缺陷、夹杂性裂纹等缺陷的修复规律进行了探讨。结果表明经高温锻造变形绝大多数缺陷可以在合适的力学条件下修复,但修复机制和条件大不相同。在锻造生产中修复已产生的缺陷或已报废的大型锻件是一种值得探索的新方法     

大型锻件坯料内裂纹愈合的物理模拟

针对锻造过程中钢锭内部裂纹缺陷的愈合情况进行研究,设计了裂纹愈合的实验室模拟实验与工业级模拟实验.通过在Gleeble热压缩试样中预制裂纹缺陷,研究了变形温度和变形量对内部裂纹愈合的影响,发现变形温度越高,变形量越大,内裂纹的愈合效果越好.为了验证Gleeble实验结果的准确性,保证其结果在实际锻造生产中的适用性,设计了锻件内部裂纹愈合的工业级模拟实验.结果表明在1200℃,变形量为40%时,可以有效焊合锻件内部裂纹.     

大型水轮机主轴锻造过程裂纹缺陷的预防

针对大型水轮机主轴内法兰锻件锻造过程的裂纹缺陷,采用热力学实验方法,研究了其主要用钢20SiMn的高温力学性能.结果表明,提高变形温度和降低变形速率有利于避免该材料内部裂纹萌生.根据Cockcroft & Latham延性断裂准则,计算得到了20SiMn钢的延性断裂破坏因子为30.0.利用Deform 3D软件,对大型水轮机主轴内法兰锻造过程进行了数值模拟,预测了该类锻件在空心镦粗过程中裂纹产生的趋势和区域,并提出将单砧压下量控制在8%以内和将镦粗变形量控制在45%的局部空心镦粗优化锻造工艺方案.     

基于仿真技术的推力锥锻造工艺开发

以推力锥锻造成形工艺开发为目的,分析了推力锥产品锻造工艺的可行性,提出了2种锻造工艺方案,利用金属塑性成形仿真软件DEFORM-3D,对2种工艺的推力锥锻造成形过程进行了仿真.通过工艺优化,提出了精备料、准定位、快成形的推力锥锻造成形新工艺,即锯切下料、空气锤上镦粗及预锻、摩擦压力上机终锻的推力锥锻造工艺.通过生产试制及产品检测,获得了壁厚差在1.5mm以内、摩擦面的平面度低于0.7mm、无需后续机械加工的推力锥锻件.     

高温锻造中ASME SA508-3钢的动态软化

大型锻件高温锻造是核反应堆压力容器中重要的热加工工艺,优化的锻造工艺不仅可以满足合格的产品外形尺寸,而且可以获得优良的微观组织性能。采用热力模拟手段研究了核电用钢ＡＳＭＥＳＡ５０８－３的动态软化微观机制与高温锻造热力参数之间的关系,得到了该钢种在不同变形条件下的真应力应变关系、动态再结晶临界应变值、动态再结晶晶粒尺寸与Ｚｅｎｅｒ－Ｈｏｌｏｍｏｎ参数之间的关系。探讨了Ｚ参数的唯一性及在锻造过程中动态再结晶的应用范围,为核电锻件微观组织性能控制锻造提供了必要的力学、物理、材料关系。     

7050铝合金航空锻件热锻成形穿流缺陷分析

以7050铝合金航空锻件热锻成形为研究对象,利用数值模拟及实际生产试验研究了锻件成形的穿流缺陷问题,分析了穿流缺陷的形成机理及其影响因素.研究表明:穿流缺陷取决于多种因素,包括锻造方式、设备工作速度以及模具结构等;在锻件穿流区域,因为金属的剧烈变形以及局部温度升高,晶粒之间大量地聚集再结晶,晶粒调整取向、合并连接成大片状而形成粗晶;相比常规热模锻,在等温模锻工艺下,锻件筋部更容易填充,锻件流线分布更合理;常规热模锻工艺下,设备工作速度越大,锻件形成穿流缺陷的机率也越大;随着模具水平凸圆角半径的增大,成形结束时腹板处金属流向模具飞边的平均速度呈减小趋势.     

重型燃机叶片锻造过程数值模拟与工艺优化

高温锻造过程中,坯料内的温度场、应变场等热力参数对锻件内的裂纹损伤和微观组织有重要影响. 利用刚粘塑性有限元法,对某重型燃机叶片的锻造过程进行了有限元数值模拟,得到了锻造过程中锻件内温度场、应变场以及锻造载荷随时间的变化规律,并在此基础上结合裂纹损伤和修复机制以及再结晶组织演化规律,提出了一种优化的锻造工艺方案. 即在终锻尺寸上公差基础上欠压4 mm进行预锻,预锻温度1 160 ℃,终锻温度1 120 ℃. 实际锻造工艺试验验证了工艺方案的可行性,为该工艺的工程应用奠定了科学基础.     

关于模锻的分析

模锻和自由锻是锻造的两大类,它们是锻造过程的主要支柱。锻造的目的是使坯料成型及控制其内部组织性能达到所需要的几何形状、尺寸及品质的锻件。随着现代工业的发展,模锻在制造业仍占有重要的地位。模锻件占的比例说明了一个国家的生产水平、生产率、材料利用率、生产成本及产品质量在国际竞争中的地位。     

基于自适应模糊PID的快速锻造油压机仿真分析

快速锻造油压机是冶金行业的重要设备之一,其主要特点是锻造速度快、锻造精度高。在实际设计和应用过程中,锻压机的主工作缸和其它协同模块的高精度控制是保证锻件高精度、高质量的重要因素之一。随着工业的发展,人们对锻压机的锻造精度也提出了更高的要求,传统的PID控制技术已无法满足高精度快锻压机的要求。针对这一情况,我们将自适应模糊PID控制方法,应用到快速锻造油压机的控制上,通过MATLAB进行仿真和分析,从仿真结果可以看出,自适应模糊PID算法把PID控制简便性、可靠性与模糊控制的智能型、灵活性融为一体,发挥了传统PID控制与自适应模糊控制的各自长处。     

加热工艺理论在大型船用锻件中的应用及过程质量控制

介绍了大型船用锻件加热工艺理论有关的理论计算公式,采取理论与锻造实践相结合的方法,编制了具有实用性及达到高效和低能耗的大锻件的加热规范工艺,同时还明确了锻件在实际生产过程中的质量控制措施。     

20CrMnTi钢的温热变形行为及其数学建模

利用热模拟试验研究了20CrMnTi钢在温度为1123～1273K,变形速率为0．01～20s^-1条件下的温热变形行为,并对其变化规律进行系统分析．以流动应力d为目标函数,研究了主要热力参数对目标函数的影响．基于蠕变理论和统计分析建立了两种适用于20CrMnTi钢温热锻的流动应力数学模型,为20CrMnTi温热成形数值模拟和热力参数的合理控制提供了依据．     

四种径向精锻道次的变形分布数值模拟分析

采用三维刚塑性有限元法对四种径向精锻变形道次的变形分布进行了数值模拟计算;结合模拟实验讨论了变形分布对锻材组织及质量的影响。结果表明,变形分布的均匀性和渗透性的结合是获得高质量锻材的必要条件,工艺中应给予考虑。     

径向锻造终锻过程的流函数法解析

径向锻造的终锻变形过程,因锤宽与坯径比较大,几乎包围了整个圆周,故认为变形主要发生在轴向延伸,它与拉拔,镦粗等变形相似,但受方向及变形特点又不相同,为了解决与初锻过程出现同样“跳卡”和分析锻造质量问题,采用了流函数法对进料量、锤头尺寸,形状等因素的,影响进行了理论分析,为径向锻造选择合适的工艺参数提供了理论参考。     

长轴类锻件模锻CAD系统研究

利用ＡｕｔｏＣＡＤ１１．０的高级造型扩展（ＡＭＥ），解决了模锻计算机辅助设计（ＣＡＤ）在微机上进行锻模三维实体造型的困难，建立了长轴类锻件模锻ＣＡＤ系统（ＤＦＣＡＤ系统），可方便地进行模锻工艺及锻模设计，并获得三维和二维锻模图。     

锻造CAD系统的研制和应用

本文概要介绍了计算机辅助自由锻工艺设计系统的概况、系统的组成、系统的功能和系统的特点，以及应用的效果；具体描述了１０大类４０种自由锻件工艺的制订要求，每台阶轴优化设计中采用基本台阶单元技术和优化设计的思路和原理，并对专家系统的实用性、经济性、安全性、可靠性等作了较详细的说明。     

大型锻件凹型角度砧拔长工艺

随着大型核电低压转子锻件尺寸和重量的增加,低压转子锻件锻透成为锻造过程的突出难题。该文通过改变砧形,采用凹型角度砧拔长的工艺来增加心部压实效果,并通过数值模拟和物理模拟相结合的方法对其应力应变的分布进行了研究。模拟结果表明:采用凹型角度砧拔长,增加了心部变形效果,改善了心部的应力状态,有利于心部压实和缺陷锻合;采用6°的凹型角度砧比平砧可以得到更好的应力应变状态。建议在大型锻件主拔长的前几趟次采用凹型角度砧拔长工艺。     

圆柱齿轮热精锻成形载荷影响因素分析

研究圆柱齿轮热精锻成形载荷计算方法,在圆柱体闭式镦粗计算公式中引入齿形影响因子,得到齿轮热精锻成形载荷经验公式. 有限元仿真模拟了模数分别为1,2,3,4 mm圆柱直齿轮的热精锻过程,利用仿真得到的成形载荷数据拟合求得了齿形影响因子的计算公式;在该经验公式的基础上分析了锻件齿根圆直径、内孔径、高度、齿轮模数以及坯料材料流动应力对齿轮精锻成形载荷的影响;齿轮热精锻实验和文献中齿轮锻造成形载荷数据共同验证了公式的准确性和适用范围;通过变形的齿轮热精锻成形载荷经验公式,求出不同压力机可锻压齿轮的尺寸范围.      

主动螺旋伞齿轮闭塞模锻物理模拟

根据金属流动趋势设计了主动螺旋伞齿轮的预制坯;开式模锻螺旋伞齿轮试验结果显示,模具结构复杂,所产锻件有飞边;采用闭塞模锻成形了螺旋伞齿轮铅试件,揭示了闭塞模锻主动螺旋伞齿轮成形过程,说明了用闭塞模锻工艺成形主动螺旋伞齿轮的可行性;通过铅试件网格试验,揭示出在闭塞模锻中金属内部质点的流动规律、金属流线分布趋势及纤维状况,说明了锻造齿轮内在质量高的原因;提出采用局部加热,以工件柄部代替大端冲头,设计大、小端双动冲头闭塞模锻模具的创意．研究结果表明,螺旋伞齿轮闭塞模锻铅试样物理模拟对该类零件精密成形工艺制定及模具设计具有重要指导意义．     

复杂盘饼类锻件等温精密塑性成形数字化设计

以铝合金环形座锻件为例,采用数字化技术进行了复杂盘饼类锻件等温精密成形工艺及模具的设计,实现了模具设计制造的一体化,提高了模具的设计质量和加工精度,缩短了模具设计和制造的周期,降低了生产成本．通过有限元模拟和实验相结合,分析了复杂盘饼类锻件成形时的金属流动规律,研究了成形方案对成形质量的影响,并采用优化工艺获得了尺寸精度高、质量合格的7A09铝合金复杂盘饼类锻件．研究结果表明,采用反挤变形方式可以控制金属的径向流动速度,能有效地防止复杂盘饼类铝合金锻件的折叠缺陷．