核电主管道锻件锻造成形均匀性模拟研究

核电主管道是核电站关键部件之一。AP1000主管道用钢316LN无法通过热处理细化晶粒,锻造不均匀性导致的混晶最终无法消除,需要在锻造过程中保证锻件变形的均匀性。基于上平下V砧拔长时应变分布规律,通过理论分析,定量给出翻转角度与V砧角度、压下率的关系;改进"双压法"翻转工艺,并在此基础上提出"三压法"翻转工艺。数值模拟结果表明,上平下V砧翻转新工艺显著提高了锻件截面周向变形的均匀性,且越靠近外表面变形不均性的改善越明显。普通砧形翻转新工艺锻件内部存在小变形区,可以通过大圆角V砧翻转新工艺进行改善。研究结果可为主管道锻造工艺方案制定及优化提供理论参考。     

热锻成形过程微观组织模拟技术的研究现状

介绍了金属热锻成形过程中微观组织演变的数学模型,综述了近年来国内外金属热锻成形过程中微观组织模拟技术的研究现状和发展趋势。     

计算机数值模拟技术在大型锻件淬火过程中的应用

大型锻件淬火过程中，温度场和组织场分布及其变化极不均匀，因此产生较大的瞬时应力和残余应力，进而使工件产生较大的变形甚至开裂，造成巨大的经济损失。开展大锻件淬火过程中温度场、组织场及应力场的研究，弄清它们与淬火工艺的关系，从而合理地制定淬火工艺，对提高大锻件热处理后的性能及减少废品有很大帮助。淬火过程计算机数值模拟技术利用数值分析技术、可视化技术，基于传热学、力学及金属相变等理论进行淬火温度场、组织场和应力场的模拟仿真。     

平砧速度对大锻件质量影响的数值模拟

在钛合金轴类大锻件的锻造中,平砧的压下速度是一个非常重要的工艺参数。利用DEFORM软件,研究平砧的压下速度对钛合金锻件质量的影响。结果表明,上下砧的压下速度的变化会引起锻件的等效应变、温度值和所需载荷的大小及应力分布的变化,直接影响到锻件的质量。     

基于变形均匀性的锻造过程微观组织优化方法及其应用

在中国国家自然科学基金项目《锻造成形微观组织优化方法研究及应用》资助下，为提供一种控制锻造成形制品微观晶粒尺寸的理论方法和途径，开展基于变形均匀性的锻造过程微观组织优化研究。 锻造生产除保证产品的基本形状要求外，更重要的是通过材料的塑性变形提高产品的综合机械性能。因此，金属塑性成形过程微观组织模拟与优化研究具有应用价值。 在描述金属在高温塑性变形中组织变化机制基础上，提出材料在热锻成形过程中动态再结晶、静态再结晶，以及晶粒长大等微观组织演变机理。金属塑性变形是以位错运动实现的。随着变形的进行，位错密度不断增加，高位错密度聚集的能量使材料处于不稳定状态。对于低层错能金属(碳钢)的热塑性变形，因其动态恢复缓慢而不能充分消除高密度层错能，动态恢复之后紧接着会出现动态再结晶现象。未能经过动态恢复和动态再结晶充分软化的金属停止变形后，其组织将发生静态再结晶。再结晶过程完成后的新组织是亚稳定的，为获得更稳定的组织，需要释放晶粒内部的潜能。因此，再结晶完成后，要发生进一步的晶粒长大来减少单位体积内的晶界面积。     

大型不锈钢锻件锻造表面缺陷的火焰清理技术

本文介绍了在碳钢和普通合金钢大锻件锻造表面缺陷火焰清理技术基础上发展的大型不锈钢和其它高铬钢锻件锻造表面缺陷火焰清理技术,阐述了其原理及应用,并对这一技术在提高大型不锈钢锻件的精度、节约能源和原材料等方面的经济效益进行了分析。     

运用数值模拟改进锻造工艺

一、问题的提出 某变形铝合金轴座锻件在开发试牛产中发现其上端的孔中存在折叠缺陷，如图1所示。     

汽车弯臂锻件多道次锻造成形数值模拟

汽车弯臂锻件是汽车的安全件之一，实现承载和导向功能。在车辆行驶过程巾工作运行环境复杂，承受复杂的交变应力，质量要求高。近年来，为提高锻件质量及模具寿命，采用数值模拟技术代替传统的锻造下艺设计已成为一种趋势。但是，日前的锻造模拟大多针对一道次成形情况，对于多道次制坯的数值模拟，巾于关系到中间材料的相关参数传递问题，则研究很少。     

几种核电设备大锻件的锻造生产

核电设备锻件形状复杂，技术条件高，给锻造生产带来很大困难。文章介绍了一重集团公司在制造出口巴基斯坦的核电压力器过程中所开发的筒体收口、锥形环体和蘑菇状环形锻件的锻造新工艺。产品检验结果表明新工艺有独到的优点，填补了国内锻造工艺技术的空白。     

大型锻件锻造新中心压实法及工艺参数研究

针对现有大锻件中心压实(Japan-Tefeno-Shikano,JTS)法工艺操作复杂且对设备吨位要求过大的缺点,提出一种新的大锻件中心压实方法——NJTS(New-Japan-Tefeno-Shikano)法,设计可用于生产的工装,在锻坯上、下、左、右四个方向同时施压。利用数值模拟与物理模拟方法,以在心部预置空洞的坯料为研究对象,对新中心压实法锻造工艺进行研究。结果表明,新中心压实法能在整个横截面上形成大的静水压力,在心部有最大的变形。对相对压下量、砧宽比和侧压角等主要工艺参数进行优选,在砧宽比为1、侧压角为10°时,NJTS法的锻造效果最好,空洞的体积变化率、周围的等效应变和应力三轴度最佳;单向压实时相对压下量为18%～20%,双向压实时相对压下量为8%～9%,都可锻合内部空洞。试验表明:物理模拟与数值模拟结果基本一致。     

大型锻件锻造的关键技术

大型锻件的常规生产工艺存在萌生裂纹源的变形机制。从宏观力学出发剖析了大型轴类锻件、大型饼类锻件、大型板类锻件的常规生产工艺，指出其容易产生废品的力学机理，提出合理匹配料宽比、砧宽比和压下率来控制毛坯变形区横向和径向拉应力的方法，从而彻底锻合毛坯内部的空洞缺陷，改善毛坯内部金属的组织与性能，防止内部产生裂纹，降低废品率。该方法的可靠性得到生产实践的检验，具有广阔的应用前景。     

丁字臂锻造成形工艺改进及数值模拟

以汽车丁字臂零件为对象,分析了原有锻造工艺过程,根据金属塑性流动理论和设计方法,改进了丁字臂零件锻造成形工艺。采用有限元数值模拟软件对其改进后制坯工艺过程、金属填充状态进行模拟分析,同时对比分析了改进前后终锻等效应变分布和成形载荷。结果表明改进后的工艺提高了零件的材料利用率和模具寿命。模拟结果与实验结果吻合,对实际生产起到了指导作用。     

大型锻件的模拟技术及内部质量控制研究

模拟技术是研究大型锻件控制锻造理论的有效方法,在缩短试验周期等方面具有无可比拟的优越性,为此研制了以高温云纹云法为代表的物理过程及影响因素,发现了变形体中发带,夹杂性裂纹聚合,、损伤与修复等新现象,并对其规律进入深入研究。     

大型轴类锻件的特殊锻造法

利用水平V形砧锻造法，通过有效控制锻件的纤维流向，改善轴类锻件力学性能的异向性。实现轴类锻件的等向锻造，创造普通锻造法无法达到的特殊锻造效果。定性物理模拟实验证明了水平V形砧锻造法是控制轴类锻件力学性能的有效工艺手段。     

近净成形技术在航空锻件中的应用

随着全球市场一体化的形成,制造业竞争日趋白热化,锻件及其生产过程的高精度、高性能、高效率、低成本和低能耗,已成为提高产品竞争力的重要途径。近净成形技术作为一种主流锻造技术,随着锻造装备快速发展及锻造技术的升级得到了高速发展,表现出较强的生命力和广阔的应用前景,并已被广泛应用于航空锻件。     

锻件内部脆性夹杂物边界裂纹锻合的应力条件

大型锻件内部脆性夹杂物边界裂纹是影响大型锻件疲劳寿命与冲击性能的主要缺陷。热锻变形过程中,脆性夹杂物周围区域的应力场是影响边界裂纹闭合的主要因素之一。为研究应力场的影响,给出平均相对球应力的定义及其数学表达式,并借助数值模拟研究不同应力场的平均相对球应力对脆性夹杂物边界裂纹的影响。结果表明,只有当脆性夹杂物周围区域的应力场的平均相对球应力代数值小于其临界值,并产生一定大小的变形量,才能使脆性夹杂物边界处的原生裂纹锻合。利用专门设计的试件和型砧,在Gleeble-3180热模拟试验机上进行热压缩变形试验,扫描电镜上观察压缩后试件内部脆性夹杂物边界裂纹的情况。试验结果支持数值模拟结果。     

集成机理与数据的复杂模锻过程在线建模方法

大型航空锻件高精度成形成性依赖于精确的锻造过程模型,然而不规则的锻件形状、复杂的微观流变过程、强非线性与时变的负载力使得高精度的锻造过程模型难以获得。为此,在结合解析建模和数据建模优点的基础上,提出了集成机理与数据的复杂模锻过程在线建模方法。应用物理与过程知识推导了锻造过程的解析模型,在此基础上提出使用在线极限学习机方法构建由于泄漏、不确定性、干扰等引起的偏差模型,实现了锻造过程模型的实时进化,从而满足强非线性与时变性的锻造过程要求。实验结果表明,新方法能有效地建立复杂锻造过程模型,且比现有的方法有更好的建模精度。     

裂纹条件下轴类锻件锻造中温度场分析模型

基于非稳态热传导理论建立了对称与非对称裂纹条件下轴类锻件的二维温度场分析模型。该模型结合复合介质理论,首先运用集总参数法求解对称裂纹锻件的裂纹介质温度场,得出裂纹对应的温度场函数,然后将其作为对称裂纹条件下轴类锻件热传导方程的边界条件,通过求解热传导方程得到对称裂纹条件下轴类锻件的温度场分析模型;其次,通过引入修正系数得到非对称裂纹的温度场函数,将该温度场函数作为非对称裂纹条件下轴类锻件热传导方程的边界条件,求解热传导方程得到非对称裂纹条件下轴类锻件的温度场分析模型。实验验证了该模型的可行性。     

中国压力容器用锻件的技术进展

结合近年来中国大型压力容器制造厂锻件制造呈现出的制造难点及特点,简要介绍了中国压力容器锻件行业在制造装备水平、工艺方式方面的变化以及材料、制造工艺等方面的技术进步及发展现状。     

大型锻件夹杂性缺陷与控制工艺分析

夹杂性裂纹是大型锻件实际生产中存在的重要问题,本文具体分析了夹杂性缺陷的危害和产生机理,针对它们的性质,采取合理的修复方法和锻造工艺,在诸多锻造方法中,控制夹杂物形貌、采用两次镦拔新工艺能更有效地对此类缺陷控制和修复,从而提高锻件质量和成品率。