大截面模具鋼鍛件內(nèi)部空洞缺陷的閉合研究.pdf

1、大型鍛件作為大型成套設(shè)備的核心零件,在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防裝備發(fā)展和現(xiàn)代尖端科學(xué)技術(shù)重大裝置的建設(shè)中,起著非常重要的作用。其生產(chǎn)能力、產(chǎn)品級別與性能質(zhì)量水平己成為一個國家工業(yè)水平的標(biāo)志。然而,鋼鐵冶金過程決定了大型鋼錠內(nèi)部不可避免地會存在空洞型缺陷,內(nèi)部空洞的存在破壞了金屬的連續(xù)性,容易形成應(yīng)力集中與裂紋損傷,導(dǎo)致鍛件壽命縮短甚至報廢,因此對消除鍛件內(nèi)部空洞型缺陷的研究顯得尤為重要。
　　由于大鍛件體積大、重量高、價格昂貴,直接用大

2、鍛件進(jìn)行試驗受到諸多限制,本文采用數(shù)值模擬與物理模擬相結(jié)合的方法,研究了鍛件內(nèi)部空洞閉合的規(guī)律及影響因素,并且將研究的結(jié)果運(yùn)用到實際生產(chǎn)的工藝改進(jìn)中。先對718鋼圓柱體小試件(其縱軸線和橫軸線上有人工加工的φ2mm的通孔)進(jìn)行熱壓鐓粗實驗,中心縱孔試件其兩端的孔洞直徑稍有減小,中間部分孔徑擴(kuò)張趨勢很大,而橫孔試件均已閉合。通過實驗得出718鋼應(yīng)力、應(yīng)變曲線,導(dǎo)入到有限元模擬軟件DEFORM材料庫中,然后通過有限元模擬軟件DEFORM對小

3、試件鐓粗過程進(jìn)行數(shù)值模擬,給出了鍛件內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變分布情況,對中心橫孔的閉合過程為圓孔→橢圓孔→縫隙→閉合,并對縱、橫孔孔洞尺寸進(jìn)行測量,與實驗結(jié)果對比,其最大誤差不超過10％。
　　對于大鍛件內(nèi)部空洞的影響因素的研究,分別從空洞位置、形狀、鍛件的高徑比、壓下率、砧寬比這幾方面進(jìn)行了模擬研究,得出了它們對大鍛件內(nèi)部空洞閉合的影響規(guī)律。
　　對某工廠45噸718鋼鍛件的鍛造工藝進(jìn)行三維數(shù)值模擬,得出大鍛件內(nèi)部空洞的演化趨勢,然