海綿鈦軋制實驗與數(shù)值模擬的研究.pdf

1、海綿鈦為鈦工業(yè)生產(chǎn)中一種重要的原料。在現(xiàn)有鈦錠生產(chǎn)中，經(jīng)壓力機壓制的海綿鈦塊在充滿惰性氣體的焊艙內(nèi)進行焊接，是重要的一環(huán)。但是生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)工藝復雜等問題較突出。本次實驗試圖通過顆粒軋制過程替代鈦錠生產(chǎn)中的焊接過程，實現(xiàn)生產(chǎn)工序的簡單化、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率。但是海綿鈦軋制是一項全新的課題，并無類似經(jīng)驗可以遵循。在此背景下，本文對海綿鈦的軋制實驗及模擬進行了研究，完成了以下內(nèi)容:
　　1.試驗了海綿鈦直接軋制實

2、驗及壓制—軋制實驗。在壓制—軋制實驗中，選用不同粒度、壓制力及壓下量進行對比實驗。得到了在實驗條件下，選用10mm粒徑的海綿鈦塊經(jīng)600kN壓制力壓制，在50％的壓下量下可實現(xiàn)良好結(jié)合;通過改變預制坯形狀或?qū)褐屏υ龃蟮?00kN時則可將壓下量降低到30％左右。
　　2.運用金相、SEM等實驗手段對海綿鈦、預制坯及軋后坯進行了孔隙與變形研究。
　　(1)海綿鈦內(nèi)部孔隙在壓制后大幅減少，預制坯在軋制中減少幅度較小;在軋制中由于

3、預制坯厚度較大且具有孔隙，導致變形無法深入到心部，并且，孔隙越多，這種現(xiàn)象越明顯。
　　(2)對斷面進行成分分析，發(fā)現(xiàn)C、O、Si等元素在復合界面富集，通過4％稀鹽酸浸泡可以取得很好地除雜效果。
　　3.測定不同密實度試樣的應力-應變曲線并進行了有限元模擬研究。
　　(1)通過對模型進行分割，將網(wǎng)格自由劃分與映射劃分結(jié)合，取得很好地網(wǎng)格劃分效果。
　　(2)通過模擬結(jié)合實驗，分析了孔隙率及壓下量的不同對于變形深入