基于鑄坯的環(huán)件熱輾擴成形工藝數值模擬.pdf

1、環(huán)件輾擴工藝作為生產無縫環(huán)形零件的先進制造技術，在航空航天、火車、能源等高科技領域有著廣泛的應用。然而傳統(tǒng)的環(huán)件熱輾擴工藝流程為冶煉鋼錠—加熱開坯—加熱鐓粗沖孔—熱輾擴成形，該工藝流程冗長，加熱次數多，浪費材料和能源。本文提出一種利用鑄造環(huán)坯直接熱輾擴成形制造環(huán)形零件工藝，與傳統(tǒng)工藝相比，能夠節(jié)約材料，降低能耗，提高生產率和經濟效益，具有非常好的推廣、應用前景。本文采用理論分析、數值模擬和試驗研究相結合的方法對環(huán)形鑄坯熱輾擴成形工藝進行

2、了系統(tǒng)的研究，主要研究內容和結果如下:
　　對環(huán)形鑄坯熱輾擴工藝的輾擴成形條件、運動條件、工藝參數和關鍵問題進行了理論分析，確定了輾擴工藝參數的選擇依據和極限范圍，在熱輾擴成形過程中需要通過合理調節(jié)工藝參數細化鑄態(tài)組織晶粒，提高產品的機械性能。
　　基于DEFORM模擬軟件，建立了鑄造環(huán)坯熱輾擴成形過程的熱力耦合模型和鑄態(tài)42CrMo鋼微觀組織演變模型，對鑄造環(huán)坯熱輾擴工藝進行了有限元數值模擬，發(fā)現(xiàn)環(huán)件的等效應變和微觀組織演

3、變呈現(xiàn)環(huán)帶狀分布，內外層為大變形區(qū)，晶粒細化明顯，變形程度較小的環(huán)件中層晶粒組織相對粗大。模擬分析了不同芯輥進給速度和初始輾擴溫度對輾擴變形和微觀組織演變的影響，結果表明，在滿足輾擴成形條件和設備允許的范圍內，芯輥進給采用變速運動，適當增大穩(wěn)定輾擴階段速度，可使變形更加均勻，晶粒細化效果好，提高了環(huán)件的輾擴質量和生產效率;隨著初始輾擴溫度的上升，環(huán)件變形更加均勻，徑向輾擴力降低，但當溫度超過1150℃后晶粒急劇長大。
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