GH864合金涡轮盘锻造过程中微观组织的数值模拟

为了预测GH864合金φ1250 mm涡轮盘锻造过程中微观组织的演变规律,将微观组织模型加入到模拟软件MSC Super-form中,实现了高温合金塑性变形-传热-微观组织演变的耦合.研究了不同变形工艺参数对涡轮盘组织分布的影响,包括初始变形温度、变形速率、模具预热温度、摩擦系数及保温措施等的影响.结果表明:实际φ12...     

GH4169合金叶片制坯成形工艺数值模拟优化

基于塑性有限元原理,应用Deform数值模拟平台,通过变形温度、压下量对挤杆成形及变形速度、摩擦条件对镦头成形的各场量进行深入研究,全面揭示了GH4169合金叶片制坯过程成形规律,并对其工艺参数进行优化.结果表明:适当的提升锻造温度有利于挤杆锻后温度的平稳分布;变形温度的增大使杆部各区域金属流动速度差异逐渐缩小,挤杆为...     

GH4169合金热加工中微观组织模拟研究进展

系统介绍了GH4169合金热加工过程微观组织演化的物理模拟、数值模拟的研究内容和方法，以及国内外的最新研究进展。     

TA11合金叶片挤杆过程中微观组织的数值模拟

将TA11合金的微观组织模型写入DEFORM-3D软件的用户子程序中,使其具备了对TA11合金热成形过程中微观组织的预测及模拟功能,并通过对圆柱体镦粗过程的模拟验证了程序的可靠性。以TA11合金叶片的挤杆过程为研究对象,对其微观组织变化进行数值模拟,研究了变形工艺参数对变形过程中微观组织变化的影响。结果表明,合适的变形速度、变形温度和压下量可以使晶粒细化,组织分布均匀,从而提高锻件的力学性能。     

GH4169合金热加工中微观组织模拟研究进展

系统介绍了GH4169合金热加工过程微观组织演化的物理模拟、数值模拟的研究内容和方法,以及国内外的最新研究进展。     

GH4169高温合金叶片挤压制坯成形规律研究

制坯是叶片成形过程中的准备阶段,利用三维有限元Deform-3D软件,采用热力耦合的方法,模拟分析不同工艺参数(变形温度、上模压下速度和摩擦因子)条件下叶片挤压制坯过程的成形规律,优化工艺参数.根据模拟结果,得到一组合理的工艺参数,即变形温度为1020℃、摩擦因子取0.3、上模下压速度800 mm·s-1,得到载荷-行程曲线并拟合出加载力与行程关系方程.     

单相合金凝固过程微观组织的三维数值模拟

基于晶粒形核和生长物理过程及热质基本传输过程，建立了单相合金凝固过程微观组织和微观偏析形成及枝晶形貌演化的三维数学模型，模型中考虑了成分过冷．曲率过冷和各向异性等重要因素．数值模拟结果表明，所建数学模型能够合理反映质点形核、晶粒生长和柱状→等轴晶转变物理过程，温度场．溶质场和微观组织形貌的模拟计算结果合理自由枝晶生长过程的模拟结果表明，各向异性强度对枝晶生长和最终组织形貌具有重要影响：强各向异性趋于得到分支发达的树型结构，内部组织为取向平行排列规则的二次枝晶臂簇；而弱各向异性趋于得到表面凹凸不平的近似正八面体结构．模拟结果还证实枝晶内部存在小的孤立熔池，这有助于揭示微观组织中出现点偏析和微观缩松的根本原因．     

GH4169合金叶片终锻过程数值模拟

利用三维建模软件Pro/E建立了叶片终锻模型.通过三维有限元软件DEFORM-3D进行了叶片终锻过程数值模拟.分析了不同始锻温度、摩擦因子及上模下压速度对叶片终锻过程的影响,探究不同工艺参数下叶片终锻过程温度场的演变规律.     

TC6合金叶片预锻过程中微观组织的数值模拟

根据实验数据建立了TC6钛合金的动态再结晶模型,并对大型模拟软件Deform进行了二次开发,使其具有微观组织预测功能。通过对圆柱体的镦粗模拟验证了Deform软件二次开发后的的可靠性。采用二次开发后的软件,对叶片的预锻成形过程进行了数值模拟,分析了不同变形温度和变形速度对叶片预锻成形时晶粒尺寸及分布的影响。模拟结果表明,随着变形温度的升高,锻件主要变形区的平均晶粒尺寸略有增大,晶粒间晶粒尺寸的差别缩小,晶粒分布比较均匀;随着变形速度的增大,平均晶粒尺寸的分布越来越不均匀。因此,在合适的变形温度及变形速度下能够使锻件获得良好的综合机械性能。     

高温合金环形锻件微观组织演变模拟

高温合金微观组织演变对实际锻造生产中工艺优化和质量控制具有十分重要的意义。以GH169材料环形锻件热锻成形为例,初步制定锻件的锻造工艺,在刚粘塑性有限元基础上,进行环形锻件轧制过程的综合模拟,预测了零件成形后的晶粒大小,并与理化分析结果进行比较,验证模拟结果的正确性。     

GH4169合金叶片挤杆工序模具磨损及寿命的数值模拟分析

挤杆工序是GH4169合金叶片热成形的首道工序,作为制坯工序,其不但要保证精确的尺寸形状,还要确保工件组织达到工艺要求.模具的工况严重地影响了工件的内在质量.基于Archard磨损理论,以凹模为研究对象,采用Deform-2D有限元软件对其磨损过程进行数值模拟,通过分析工件的模具温度、模具硬度、挤杆速度、摩擦系数、凹模...     

GH4169合金热加工过程中的显微组织演化数学模型

采用Thermecmastor—Z型热加工模拟试验机对GH4169合金热态变形过程中(温度范围为960～1020℃，应变速率范围为10^-2～50s^-1，等效应变范围为0．357～0．916和变形后高温滞留阶段内(滞留时间为0～15s)的显徽组织演化过程进行了实验研究，定量地测定了试样内的动态再结晶晶粒尺寸和再结晶体积分数。根据实验结果，指出了GH41．69合金热加工过程中的主要显微组织演化过程是动态和亚动态再结晶，确定了峰值应力和峰值应变与锻造热力参数间的关系，建立了动态再结晶和亚动态再结晶过程的运动学方程和晶粒尺寸演化模型，从而为预测和控制GH4169合金锻件的组织性能提供了依据。     

Numerical simulation of microstructure evolution and microsegregation of U-Nb alloy during solidification process

In this work, a cellular automaton model has been developed to simulate the microstructure evolution of U-Nb alloy during the solidification process. The preferential growth orientation, solute redistribution in both liquid and solid, solid/liquid interface solute conservation, interface curvature and the growth anisotropy were considered in the model. The model was applied to simulate the dendrite growth and Nb microsegregation behavior of U-5.5Nb alloy during solidification, and the predicted results showed a reasonable agreement with the experimental results. The effects of cooling rates on the solidification microstructure and composition distribution of U-5.5Nb were investigated by using the developed model. The results show that with the increase of the cooling rate, the average grain size decreases and the Nb microsegregation increases.     

TA15合金大型筋板件等温局部加载晶粒尺寸演化研究

随着航空工业的迅速发展,大飞机和新一代军机的研制,钛合金大型筋板件的应用日益广泛,等温局部加载技术为该类构件的成形提供了新的途径。然而,等温局部加载成形是一个多因素耦合作用下的复杂成形过程,工艺参数控制不当将产生粗晶、组织不均匀等缺陷。为此,文章采用内变量法,建立了TA15合金高温变形微观组织演化物理模型,并与有限元软件DEFORM 3D结合对TA15合金筋板件等温局部加载成形过程等轴α相晶粒尺寸演化进行数值模拟。结果表明,锻件先加载区、后加载区及变形过渡区晶粒尺寸基本一致;随着温度的升高,锻件等轴α相晶粒尺寸平均值,呈先减小,后增加的趋势;锻件等轴α相平均晶粒尺寸随模具运动速度增加,先快速减小,后趋于平缓,较大的模具运动速度易造成组织不均匀性增加;采用只局部加载的加载方式,可以获得比采用先局部后整体的加载方式,更均匀细小的组织。     

GH4169合金涡轮盘热模锻中晶粒尺寸演变的数值模拟与分析

针对GH4169合金涡轮盘热模锻中易出现粗晶、混晶等显微组织缺陷,通过热模拟压缩实验和热变形后热处理实验,研究分析了GH4169合金在热变形和后续热处理中的显微组织演变规律,并建立了晶粒尺寸演变模型。实验结果表明:GH4169合金在热变形中的主要显微组织演变机制为动态再结晶,热变形后热处理中的主要显微组织演变机制为晶粒长大和孪晶生成。将晶粒尺寸演变模型与有限元结合,对某GH4169合金涡轮盘热模锻中的晶粒尺寸演变进行了预测分析,预测结果与实际结果一致。     

多场耦合作用下GH4169合金微观组织演变行为

基于典型航空结构材料GH4169合金微观组织精准控制进而优化合金综合性能,本研究将多种能量场应用于GH4169合金,利用透射电子显微镜和扫描电子显微镜研究微观组织演变规律及作用机理。结果表明,与常规温度场/应力场作用下相比,温度场/应力场/脉冲电流能量场耦合作用下,GH4169合金晶界析出大量颗粒状δ相,晶粒内γ″相尺寸增大。原因在于脉冲能量场的引入促进位错运动,进而增强原子的扩散能力,有利于析出相的析出与长大。     

GH4169合金小余量小尺寸静子叶片锻造工艺及显微组织控制

针对GH4169合金叶片锻件粗晶、混晶等晶粒组织不合格问题,以某压气机小余量小尺寸静子叶片锻件为研究对象,首先分析锻件结构,确定锻造工艺路线,然后通过选取2种规格坯料、5个变形量、4个锻造温度来组成12组试验,探究变形量、锻造温度对组织的影响以及演化规律,同时对选取的保温时间、锻造火次的稳定性进行分析,得到合理锻造工艺参数。研究表明,变形量在35%~45%内可获得均匀的组织,但对晶粒度大小无明显影响;温度是影响晶粒度的主要因素,大于1000℃时叶身晶粒粗化现象明显,在990~1000℃之间叶身可获得细腻、均匀的组织;预锻时组织已成形稳定,终锻无明显变化,在选取的保温时间内组织稳定;在变形量40%及锻造温度990℃下获得的叶片锻件具有优良的综合力学性能及细晶组织,均高于标准要求。