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。     

实现等向锻造的水平V型锥面砧锻造法

针对水平Ⅴ型锥面砧拔长矩形截面坯料建立了力学模型,并进行了定性物理模拟实验与生产性实验. 研究结果表明,水平V型锥面砧不仅可以实现变形均匀的无横向拉应力锻造,而且提高了轴类锻件的横向力学性能,实现了大型轴类锻件的等向锻造,同部位力学性能值的横纵向之比均约等于1.00.     

FM上下V型砧拔长圆柱体应力状态的定性试验研究

采用定性物理模拟的方法。对ＦＭ上下Ｖ型砧拔长锻造时锻件心部应力状态进行了实验研究；得出了采用该法拔长圆柱体时，不出现轴向拉应力折最小砧宽比小于普通Ｖ型砧锻造法的结论，为实际工艺在生产中的应用提供了实验依据。     

核电主管道材料316LN钢塑性成形过程晶粒细化

AP1000核电主管道材料为316LN,该钢种无法通过热处理细化晶粒,需在锻造过程中保证产品的晶粒度要求。该文研究了316LN钢单道次和多道次变形条件下的动态再结晶行为,获得316LN钢在锻造成形中的晶粒细化判据;提出了上平下V砧的改进砧形,对锻件采用大圆角V砧以及上下不等砧宽比进行拔长,采用数值模拟和物理模拟相结合的方法,研究了拔长过程应力应变分布规律,并确定合理的工艺参数,有效地提高锻件变形区域的等效应变及均匀分布,达到锻件变形均匀和晶粒细化的目的。该结果对核电主管道锻造工艺方案优化具有理论参考价值。     

塑性工程力学镦粗和拔长理论与技术的进展

塑性工程力学中，在拔长工艺理论方面，应用方柱体镦粗的两个新力学模型与拔长的刚端影响问题，论证了只有砧宽比一个工艺参数的不足，而应补充一个新的工艺参数－－料宽比，才能正确描述拔长体中心区域的应力状态与有效控制锻件质量。     

大型轴类锻件V形砧锻造的试验研究

对V形砧锻造作了试验研究,比较了几种形砧对锻坯的压实效果;总结了大型发电机转子的V形砧锻造经验;提出了大型轴类锻件采用V形砧锻制的新方法,采用它可以简化锻造工序,大大改善锻件质量,提高成品率,降低成本。     

5CrNiMo模块锻件拔长折叠产生的判据

为了研究不同压下量和送进量对拔长过程中锻件表面质量的影响,建立拔长折叠产生的判断条件,以5Cr Ni Mo模块锻件为对象,用有限元软件DEFORM-3D建立了相对应的拔长模型,分析压下量和送进量比(M值)对最大折叠角和折叠深度的影响.结果表明,产生拔长折叠的M值临界区间为0.8~1.0.由此建立了拔长过程中锻件表面折叠产生的判据:M值低于0.8~1.0这一区间时,锻件表面不产生折叠;M值属于或超出该区间时,锻件表面产生折叠.     

拉格朗日元法在金属平面应变镦粗过程中的初步应用

应用快速拉格朗日元法(FLAC)模拟了金属平面应变镦粗问题.锻件的高宽比为1.利用改变锻件两端的边界条件,模拟了锻件受摩擦力和不受摩擦力的两种情形.研究发现,当不存在摩擦力时,锻件的剪切应变分布是非常均匀的,不出现剪切带.当存在摩擦力时,锻件的剪切应变分布是非常不均匀的,出现了X型剪切带.在相同的压下量时,存在摩擦力时的最大剪切应变增量是不存在摩擦力时的4倍.     

平砧自由锻拔长效率研究

在平砧上进行自由锻拔长,坯料送进量的大小对其拔长效率起着至关重要的作用.一般认为,采用小送进量,就能取得较大的拔长效率,这种表述较为含糊.本文通过DEFORM-3D数值模拟和实验的方法,得出了拔长效率的明确概念,拔长量与送进量的关系,并且给出拔长效率最高时的相对送进量范围,这对于提高拔长效率,指导实际生产具有重要的意义.     

基于正交设计的FM法压实疏松结构的FEM模拟优化

以DEFORM-3D中多孔材料作为疏松材料模型,模拟了FM法拔长大锻件主变形阶段,通过四因素三水平的正交设计,分析了温度、压下率、砧宽比、摩擦因子四个因素对疏松结构的致密化过程的影响,确定了各因素对致密化影响的主次因素依次为:压下率、温度、摩擦因子、砧宽比。     

GH4169合金环锻件残余应力超声检测

GH4169合金环锻件在新型航空和航天发动机中起着重要作用,残余应力对机械制造过程有着重要的影响。对GH4169制压气机四级盘的整体应力分布进行了超声临界折射纵波(longitudinal critical refracted wave,LCR波)测量,并将该应力分布情况与仿真模拟应力结构图进行对比,结果基本一致,验证了超声LCR波应力检测的准确性。结论表示该类环锻件模锻后存在较大的周向拉应力,该应力的存在会导致该零件的疲劳强度大幅度降低,使用寿命大幅度减少。针对该类问题,通过超声LCR波测量该GH4169制压气机盘喷丸前后应力的变化,试验结果可知,喷丸强化会重塑GH4169环锻件残余应力场,降低其周向拉应力,其行为会有效提高该零件的疲劳强度和使用寿命。超声检测结果误差在10%以内,验证了GH4169环锻件超声LCR波法检测的实用性与可靠性。     

实心锤头径向锻造压应力分析

为了研究径向锻造工件内部压应力产生的工艺条件,采用DEFORM 3D有限元软件对GFM精锻机SXP-65实心锤头的径向锻造过程进行数值模拟.通过改变压下量和拉打速度得到主要模拟结果为:实心锤头径向锻造锻件心部应力为压应力;当相对压下率和拉打速度小于特定值时,锻件心部受两向压应力;而当相对压下率和拉打速度大于一定的条件时,锻件心部再受轴向压应力,即心部受三向压应力;并得到了不同拉打速度下的相对压下率的参考值,对于制定合理的锻造制度具有参考价值.     

法兰锻坯成型高度的确定

分析了法兰锻件在胎模锻过程中金属质点流动规律,应用主应力法求得分流面位置来确定制坯高度,从而保证了锻件质量。     

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。     

Cr-Co-Mo-Ni齿轮钢的热变形行为及模锻工艺的有限元模拟

在Gleeble-3800热模拟试验机上进行大变形等温压缩试验,研究Cr-Co-Mo-Ni齿轮钢的高温热变形行为和显微组织,分析材料流变应力与变形温度和应变速率的关系,建立热变形过程的本构方程和热加工图.该材料的流变应力随着温度的升高而下降,随应变速率的增加而增加;用双曲正弦函数式可描述其在热变形过程中的流变应力,热变形活化能为487.21kJ·mol-1;热加工图显示的适宜加工区间为温度1000～1100℃,应变速率0.1 ～1s-1.在热模拟试验基础上进行该钢种锻造工艺的有限元模拟,并结合热加工图分析初锻温度和加工道次对于锻件温度和应变速率的影响,得出适宜的模锻工艺参数为初锻温度1000～1100℃,锻造道次15次.     

带中间法兰的大型轴锻件的锻造工艺研究

介绍了带中间法兰的大型轴锻件的锻造工艺。通过设计不同模锻工艺,并利用有限元法进行数值模拟仿真分析与对比,确定了模锻新工艺,收到良好效果。     

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.