粉末冶金高温合金FGH96的热加工图及热压缩变形过程的开裂行为

采用Gleeble3180D型热模拟试验机对热挤压态FGH96合金在变形温度1020~1140℃,应变速率0.001~1.0s-1进行热压缩实验,分析真应力-真应变曲线,绘制热加工图。并针对热挤压态粉末冶金高温合金FGH96在热压缩温度低于1080℃时的开裂现象,利用热模拟压缩实验方法,确定在变形温度为1050℃、应变速率为0.001~1.0s-1的热压缩变形过程中的开裂临界应变量,观察变形后试样的裂纹形貌和显微组织,并利用有限元分析方法对热压缩变形过程进行模拟。结果表明:试样中部位置受拉应力作用沿着变形方向产生鼓形变形,当达到临界应变量后,产生呈沿晶断裂的宏观裂纹,并且随着应变速率的减小,裂纹产生的临界应变量逐渐减小;在低应变速率条件下,在宏观裂纹产生之前,试样内部晶粒之间出现了微观开裂的现象,并造成应力下降。     

高硅铝合金精密模锻技术的研究

采用圆柱试样在Gleeble-1500热模拟机上进行高温压缩变形实验,研究了SC100-T6铝合金在高温塑性变形过程中应力的变化规律。结果表明,应变速率和变形温度的变化,强烈地影响着合金流变应力的大小,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大。分析了活塞尾锻件结构尺寸和模锻成形的关键技术,并应用有限元软件模拟了热模锻成形过程,制定了模锻成形工艺。设计了合理的模具结构,通过工艺试验,得到了合格的精密锻件。     

微型齿轮正反热挤压成形数值模拟

对微型齿轮正反热挤压成形进行三维刚塑性有限元模拟,利用三维有限元软件DEFORM模拟其成形过程中的金属流动充填规律,获得了变形中应力应变、温度、载荷特征,揭示了其微成形过程的变形机理.为生产实践提供理论依据.     

热塑性变形过程中钛合金微观组织演变的可视化仿真

热塑性加工过程中材料的微观组织一般经历晶粒长大、静及动态再结晶等微观组织的演变,而微观组织状态直接影响着被加工零件的使用性能.因此,了解材料在热变形过程中组织的演变规律具有很重要的工程应用价值.在大量试验的基础上,利用有限元软件Marc模拟TC4钛合金的热锻过程.通过有限元软件,对热成形工艺参数如等效应力、等效应变、等效应变速率和变形温度的分布进行求解,再利用人工神经网络建立微观组织演变和热成形工艺参数的本构关系.然后,基于Voronoi图用软件Visual C++6.0来实现微观组织演变的可视化模拟.初步实现了TC4钛合金热变形过程微观组织的长大、再结晶等组织演变的二维可视化模拟.研究结果表明通过计算机模拟仿真,可以有效地、直观地预测热成形过程的材料微观组织变化规律,从而为热成形加工参数的优化提供参考.但要更精确地模拟和仿真热塑性变形中材料的微观组织的演变,还需更多地掌握在热塑性变形过程中的演变机制.     

20CrMnTi高温塑性变形行为研究

通过在Gleeble-1500热模拟试验机上对20CrMnTi进行压缩试验,然后将压缩后的试样放在扫描电镜下进行组织观察,进而分析了20CrMnTi在高温塑性变形时变形速率和变形温度对其变形抗力以及微观组织的影响,得到了变形抗力和微观组织随变形速率和变形温度而变化的规律,并且建立了其应力应变模型.为20CrMnTi塑性...     

TC4钛合金Y型材热挤压成形工艺优化及组织演变

采用控制单一变量法设计型材挤压试验,通过DEFORM-3D有限元软件模拟分析不同挤压模角、挤压温度和挤压速度对热挤压成形过程中金属流动、等效应力、等效应变及最大挤压力的影响。模拟结果表明,当选择挤压模角45°、挤压温度1050℃和挤压速度120mm·s^-1时,TC4钛合金Y型材挤压变形过程中的挤压力最小且产品表面质量最好。基于模拟结果,对钛合金Y型材进行挤压工艺试验并观察挤出产品的金相组织。试验结果表明,在挤压模角、温度和速度选择合理的情况下,可以挤出表面、平直度、尺寸等合格质量的TC4钛合金Y型材且挤压后微观组织得到了细化。     

喷射成形W9高速钢热变形特性及微观组织变化

利用Gleeble-1500热力模拟试验机对采用喷射成形技术制备的W9高速钢沉积锭在变形温度900～1200℃、应变速率0.1～1.0 s-1的条件下进行了热压缩试验.利用光学显微镜分析了热压缩后的组织,对变形过程中组织演化进行了研究.结果表明,压缩可减少沉积态试样中存在的孔隙;在所压缩的试样中,1000℃、0.1s-1时试样表面没有出现裂纹、应力-应变曲线的变化趋势表明,随着变形温度的降低和应变速率的提高,变形时峰值应力提高;同时也发现在某些温度和应变速率下,随着形变发生材料变形能力趋于稳定.应变速率不变时,变形温度的升高使晶粒变形更为充分;当温度高于再结晶温度时,再结晶的发生使材料变形能力得到改善.     

P92高温高压钢管挤压成形组织研究

高温高压管是核电设备和火力发电设备使用的关键基础结构件。本文通过Gleeble热模拟实验机,对P92耐热钢进行热压缩变形实验,从而得到P92耐热钢的真实应力应变曲线。对真实应力应变曲线进行观察,发现材料在高温变形过程中出现了动态软化现象。通过引入Zener-Hollomon参数,建立P92耐热钢的本构方程。另外,对热压缩试样进行金相实验,分析实验数据和金相实验结果。研究变形温度、变形量、应变速率等变形参数对动态再结晶和流变应力的影响规律,得到了P92合金的动态再结晶数学模型和晶粒尺寸模型。最后利用FORGE有限元软件,对管材的热挤压过程和动态再结晶过程进行模拟分析。     

7A04铝合金热变形过程微观组织演变

以热模拟压缩实验和金相实验为基础,探讨7A04铝合金热压缩变形过程中应变速率和变形温度对流变应力和微观组织的影响规律。通过对实验数据进行回归分析,构建了该合金热压缩变形过程的微观组织演化模型。将建立的材料模型导入有限元软件DEFORM-3D中,对热压缩过程进行数值模拟。结果表明,所建立的微观组织演化模型可以很好的预测7A04合金在热变形过程中晶粒尺寸的演化规律。     

ECAP中摩擦因数对7075铝合金变形及组织的影响

采用有限元软件DEFORM-3D对7075铝合金等通道角挤压(ECAP)过程进行数值模拟,分析了不同摩擦条件下载荷变化、变形行为以及等效应力应变分布情况,并利用7075铝合金动态再结晶模型对微观组织变化过程进行了预测。结果表明,随着摩擦因数增大,载荷峰值明显增大甚至成倍增长,且载荷值波动加剧,试样"端部效应"减弱,等效应力应变分布不均匀;试样中部稳定变形区晶粒随挤压道次增多而不断细化,试样与通道接触部位形成晶粒细小区,经过4道次挤压后,摩擦因数为0.4时稳定变形区的晶粒比摩擦因数为0.1时的细小。     

中、高应变速率下AZ80镁合金高温变形力学行为研究

文章通过对AZ80镁合金在不同变形温度和应变速率下的压缩实验,研究了其高温变形力学行为。讨论了中、高应变速率变形条件下,变形过程中试样温升对流变应力的影响,并进行了修正。将修正后的流变应力应用于合金挤压变形过程的数值模拟。结果表明,模拟挤压变形力与实测值接近,说明修正后的流变应力能很好地反映材料的变形力学行为。     

AZ80镁合金变形特性及管材挤压数值模拟研究

利用Gleeble热模拟机研究了AZ80合金的高温变形特性。结果表明,流变应力取决于变形温度和变形速率。当应变速率一定时,流变应力随变形温度的升高而降低;当温度一定时,流变应力随着应变速率的升高而增大。根据AZ80镁合金真应力-真应变曲线,建立了其流变应力模型。采用刚塑性有限元法对AZ80镁合金管材挤压过程进行热力耦合数值模拟,并分析了高温挤压成形过程中变形力及金属流动规律,着重探讨了变形温度和挤压速度等挤压工艺参数对挤压力、应变场以及应力场的分布及变化情况的影响。模拟的结果为AZ80镁合金管材挤压工艺参数的制定、优化提供了科学依据。     

TB6钛合金热变形行为及本构模型研究

研究材料的热变形行为及建立其本构模型是进行材料加工与模拟的基础。通过对TB6钛合金热变形行为分析,表明流变应力受应变速率的影响较显著,而变形温度对流变应力的影响程度与应变速率的大小有关。采用Arrhenius型双曲正弦方程建立了TB6钛合金流变应力本构模型。研究变形条件对TB6钛合金流变应力的影响。结果表明,可通过控制应变速率和变形激活能来控制热加工的应力水平和力能参数,为TB6钛合金塑性加工过程控制和模拟提供前提条件。     

横向超声随焊控制铝合金焊接热裂纹倾向数值模拟研究

从力学角度出发,提出横向超声随焊控制铝合金焊接热裂纹的新方法。讨论了铝合金焊接热裂纹产生的条件,建立脆性温度区间(BTR)金属材料-力学性能匹配模型,采用弹塑性有限元方法对BTR区域金属产生的挤压塑性流变行为和应变场变化进行了分析。模拟结果表明,横向超声冲击对BTR区金属产生横向压缩塑性应变,并依靠BTR区金属的塑性变形把应变传递到焊缝中心,随着横向超声冲击加载功率的增加,在焊缝中心处产生的挤压应变也随之增大。通过实验测定实际情况下BTR区金属的横向压缩塑性应变值,实验结果与模拟结果吻合良好,进一步证明了该方法的可靠性。     

热等静压态FGH96合金的热变形行为及热加工图

采用Gleeble-3800热模拟压缩试验机对热等静压态FGH96合金进行了不同温度和应变速率的等温热压缩试验,研究了FGH96合金在变形温度分别为1040、1070、1100、1130 ℃,应变速率为0.001、0.01、0.1和1 s^-1,最大真应变为0.7条件下的高温热变形行为,分析了真应力-真应变曲线,建立了本构方程,并利用Origin软件构建了热加工图,结合变形温度和应变速率对组织的影响确定了FGH96合金合适的热加工参数。结果表明,热等静压态FGH96合金的真应力-真应变曲线呈现典型的动态再结晶特征,其峰值应力随变形温度的降低和应变速率的增加而增加,结合本构方程、热加工图以及微观组织确定了FGH96合金合适的热加工区域为变形温度1060~1080 ℃,应变速率0.0001~0.004 s^-1。     

GCr15钢高速热变形与再结晶的研究

利用Ｆｏｒｍａｓｔｏｒ－Ｐｒｅｓｓ热模拟试验机对ＧＣｒ１５钢高速热变形及再结晶过程进行了研究，着重探讨了形变速率及间隔时间对变形与再结晶过程的影响。结果表明：Ｌ在高速变形条件下，随着变形速率的增加，形变享晶数量逐渐增加，同时，形变速率的增加促进了动再结晶过程的进行，改善了再结晶后组织的均匀性。在高形变速率、小变形量、多次变形时，当各道次各间隔时间很短时（＜ｌｓ），真应力－真应变曲线接近于平滑。     

纯铜挤扭工艺数值模拟与实验研究

运用有限元模拟软件Msc.Marc对纯铜挤扭工艺变形特征进行研究,分析挤扭变形过程中应变分布以及应变分量的变化趋势.采用自行设计的挤扭模具,在室温下进行了纯铜的一道次挤扭试验.结果表明:变形可分为变形开始、完全充满、逐步挤出3个阶段;应变呈中心低、边缘高的分布;变形过程中正应变分量小,切应变分量较大,变形以剪切变形为主.挤扭过程中存在滑移和孪生两种变形方式;挤扭后试样的硬度得到显著提高,在横截面呈现边缘高、中心低的分布趋势.     

FE-based coupling simulation of Ti60 alloy in isothermal upsetting process

A constitutive equation was proposed to describe the effect of grain size on the deformation behavior. And a coupling simulation of deformation with heat transfer and microstructure was carried out in isothermal upsetting process of Ti60 alloy. The effects of processing parameters on the equivalent strain, the equivalent stress, the temperature rise and the grain size distribution in isothermal upsetting process of Ti60 alloy were analyzed. It is concluded that the uniformity of equivalent strain and equivalent stress increases with the increase of deformation temperature. However, the temperature rise and the grain size decreases with the increase of deformation temperature. The non-uniformity of equivalent strain, equivalent stress, temperature field and grain size increases with the increase of height reduction. And the calculated grain size using simulation is in good agreement with the experimental one.     

考虑变形热效应的本构关系建立方法

在等温恒应变速率压缩过程中，随着等效应变速率的增大，变形热效应对流动应力的影响程度增大。当等效应变速率很小时，变形热效应对流动应力的影响可忽略不计，压缩过程中可近似认为是等温过程；当等效应变速率较大时，变形热效应对流动应力的影响相当显著，压缩过程基本上成为绝热过程，提出了一种考虑变形热效应对流动应力影响的本构关系建立方法。用该方法建立的本构关系能客观地反映材料在热态变形过程中的动态响应特性，为提高     

斯太尔转向节热挤压成形工艺数值模拟

运用三维弹塑性有限元法对斯太尔转向节热挤压成形过程进行了数值模拟分析,获得了热挤压成形的载荷和行程的关系曲线,应力、应变和温度的分布信息。在设定工艺参数的情况下,通过模拟结果分析比较得出不同工艺对转向节成形的影响,揭示了热挤压成形过程中的金属流动规律。为实际生产所用工艺方案提供了理论依据。