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     

台阶芯棒(一种锻造工装)锻造成形的工艺参数优化

大型锻件锻造的主要目的是在获得所需锻件形状的基础上,破碎铸态缺陷、压实疏松、获得良好的纤维组织和良好的力学性能.锻造工装的工艺参数优化对锻造成形件的组织产生至关重要的影响.     

创新打铁，构筑成形

正金属大锻件是重大装备的核心部件,锻造质量关系到国家安全和国民经济的发展。传统的锻造思路是"以大制大",先通过浇注得到百吨级的铸锭,再通过热加工的方式制备锻件。但由于尺寸效应,铸锭在凝固过程中会产生各种缺陷,严重影响最终的锻件质量。中国科学院金属研究所的孙明月团队突破了传统的"以大制大"思路,转而采用"以小制大"的金属构筑成形技术,有效解决了大锻件的缺陷问题,并因此获得2020年度陈嘉庚青年科学奖技术科学奖。     

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.     

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。     

不同加载制度对34CrNi3Mo钢疲劳裂纹扩张速率的影响

电站锻件用钢由于冶金缺陷在运行中容易发生低应力脆性断裂而造成重大事故。本文通过各种试验阐述了３４ＣｒＮｉ３Ｍｏ电站锻件用钢在不同载荷频率，不同平均应力及冶金因素等方面对疲劳裂纹及扩张速率的影响。     

30MN双柱下拉式快锻机组简介及摔圆模模架设计与应用

大型轴类锻件是重型设备中的关键部件,其中锻造液压机、全液压操作机等锻造设备经计算机控制后组成的锻造系统以及应用合理的自由锻造工艺为获得性能优良的锻件毛坯提供了保证,在此对30MN双柱下拉式快锻机组作了简介。合理使用摔圆模对锻件精整,有益于提高大型轴类锻件的表面质量、降低大型轴类锻件的机械加工量。当锻造车间轴类产品发生改变时,只制造上模和下模并与现有的模架装配即能满足锻造使用要求,这有利于降低模具的制造成本和使用成本,同时提高车间对锻件生产快速响应的要求。     

402钢大型凸缘锻件的研制

本文介绍了一次成功的新型合金结构钢大型锻件的研制实践给出了冶炼、锻造及锻后热处理、调质热处理过程，所采用的工艺及结果．该锻件综合机械性能指标要求很高．目前它已成功的用了我国海洋工程的一个大型高压设备上．     

浅谈如何提高大锻件的钢锭利用率

提高钢锭的利用率是降低锻件成本的重要途径之一。分析了大型锻件在各种条件下钢锭的利用率,提出了提高大型锻件钢锭利用率应采取的主要措施,从而使材料得到合理利用提高企业的经济效益。     

大型锻件内部孔洞缺陷闭合过程的理论探讨

利用损伤细观力学的Gurson模型从理论上对大型锻件内部孔洞缺陷的闭合规律进行了探讨,导出了锻造过程中孔隙度变化的运动学方程,分析了影响孔洞闭合的参数,并进行了实验验证。     

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.     

大型锻件操作装备机锻耦合仿真分析

通过建立多系统仿真方法,评估了大型锻件操作装备机与锻压工件之间的相互关系,将锻压过程中的热塑性有限元分析与操作机的动力学分析耦合,通过比较在垂直方向主动柔顺以及水平方向被动柔顺条件下,锻压过程对大型锻件操作装备机所承受载荷的影响.结果表明,主、被动柔顺均可使大型锻件操作装备机的承载降至安全限度以内.     

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。     

大型锻件的中心压实法锻造

国内外大锻件的生产经验表明,钢锭内部的空洞性缺陷在锻造过程中因得不到完全锻合而使锻件报废的情况是很常见的。一般认为,用普通锻造法在锻比小于2的范围内几乎不可能锻合钢锭的内部空洞。而钢锭内部空洞性缺陷,即使采用真空浇注法也是不可避免的。为了提高锻合钢锭内部缺陷的能力,近些年来,出现一种新锻造法,即中心压实法,或称“硬壳锻”,在国外亦称“降温锻造法”或“JTS锻造法”。对于内部质量要求很     

大型锻件夹杂性缺陷的形成及控制锻造工艺

为合理控制实际生产中大型锻件内部缺陷的变化过程 ,使其各项性能满足检验标准 ,采用物理模拟技术研究了饼、块类锻件较为严重的夹杂性缺陷在塑性成形中的变化规律 ,系统分析了其形成过程及影响要素 ,据此论述了有效控制夹杂性缺陷的锻造方法 ,并将其初步用于实际生产 ,改善了产品内在质量 ,取得了满意效果。研究表明 :造成探伤超标的塑性夹杂性裂纹伴生于孔隙性缺陷闭合的大变形过程中 ,通过控制锻造工艺获得满足产品使用要求的优质锻件是塑性加工学科的重要发展方向     

基于结构光的大锻件尺寸测量中光条纹中心线提取方法

大型锻件温度高,测量条件恶劣、误差较大,精确的尺寸测量可有效减少加工余量并提高材料的利用率.以高温锻件图像采集方法为基础,双目视觉结合结构光法可用于大型锻件尺寸在线测量.为消除干扰光线对在线测量锻件尺寸的影响,提出通过对单幅锻件结构光图像处理提取结构光条纹中心线的方法.该方法利用结构光条纹在截面上近似高斯分布的特点,首先根据设定阈值在行方向上搜索,并确定结构光条纹及干扰光线的起始位置;其后从起始位置开始沿光条纹在设定范围内搜索,并判断光条纹截面是否近似符合高斯分布以去除干扰光线;最后以结构光条纹起始位置为起点上下搜索,并计算结构光条纹的亚像素中心.实验结果表明:该方法具有计算简单、实现快速、稳定性好的特点,可用于大型锻件尺寸测量中结构光条纹中心线的提取.     

基于RSM的铝合金大锻件局部加载成形质量控制

为解决局部加载条件下铝合金大型锻件成形过程中微观组织不均匀与过渡区筋部充填不满的问题,借助于响应面法(RSM)与数值模拟相结合的策略对锻件局部加载成形工艺进行研究。以锻件微观组织均匀性和填充性作为质量评价目标,建立坯料温度、压力机速度、上模斜角角度、道次与质量指标之间的关系模型,并得到合理的工艺参数:坯料温度为440℃,压力机速度为10 mm/s,上模斜角角度为158°,3道次成形,各道次压下量分别为20,20和5 mm,将得到的工艺参数进行再模拟并应用于生产试制。对生产试制得到的锻件的典型截面进行组织观察。研究结果表明:模拟和实际生产的锻件微观组织均匀,分布规律一致,且锻件均充填完整,所提出的策略能有效对大型锻件局部加载成形宏、微观质量进行控制。     

大型锻件长度尺寸测量系统的试验研究

提出了一种用激光测量大型锻件热态长度尺寸的原理和方法；给出了实验结果；对影响测量精度的若干因素进行了分析与计算．     

大锻件热处理残余应力及其对微孔隙周围氢聚集的影响

采用有限元软件DEFORM对大型Cr5支承辊锻件在热处理过程中的组织转变和残余应力进行了模拟分析,结果表明在热处理结束后锻件内部存在着较大的残余应力,沿锻件的径向残余应力的应力幅值和应力方向发生了剧烈的变化。在已知锻件残余应力的基础上,根据应力条件下氢扩散的上坡效应,研究了锻件内不同位置和不同形态微孔隙周围的氢聚集现象,分析结果证明了热处理残余应力对白点萌生的重要影响,为进一步研究大锻件内部白点的萌生扩展机理提供了基础。     

铝合金环形座锻件等温精密成形工艺研究

为选择合适的铝合金环形座锻件等温精密成形工艺,防止各种缺陷的发生,并使其获得合格的力学性能和抗应力腐蚀性能,采用有限元方法模拟了环形座锻件的成形过程。分析了成形时的金属流动规律,并通过预锻制坯和三次模锻工艺形成了外形完美、性能合格的高质量铝合金环形座锻件。结果表明,环形座外环壁表面处易受剧烈剪切变形而产生粗晶缺陷,因此应适当减小该处的坯料体积。坯料设计时应精确计算体积,避免多余金属过多引起终锻后期的大量金属外排,从而防止外环壁折叠缺陷的产生。通过采用多次模锻的方法在每次模锻后去除多余飞边和连皮,既可以减小下一阶段模锻成形过程中飞边桥部的阻力,降低模压力,又可以防止终锻时大量金属外排造成的折叠缺陷。