大型復(fù)雜構(gòu)件熱加工過(guò)程尺寸變化與組織演變數(shù)值模擬.pdf

1、大型薄壁件在熱加工過(guò)程中極易變形，熱加工工藝選擇不當(dāng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的變形，影響薄壁件的正常使用。大型鍛件由于晶粒粗大，力學(xué)性能差，需要通過(guò)鍛造來(lái)細(xì)化晶粒，提高其力學(xué)性能。
　　本文針對(duì)大型薄壁件熱加工變形和大鍛件鍛造晶粒細(xì)化的實(shí)際工程問(wèn)題，利用有限元分析軟件ABAQUS和DEFORM分別對(duì)鋼制大型軸對(duì)稱薄壁件加熱淬火、鈦合金制大型復(fù)雜薄壁件焊接及熱處理、大鍛件的鍛造過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。
　　對(duì)鋼制大型軸對(duì)稱薄壁件加熱淬火過(guò)程

2、進(jìn)行模擬計(jì)算，得到了其淬火過(guò)程溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)分布及變形趨勢(shì)。結(jié)果表明，淬火后變形不均勻，截面變形近似呈橢圓形，薄壁筒體上端呈喇叭狀，最大徑向變形為30.89mm。選取的截面圓跳動(dòng)與實(shí)測(cè)值較吻合，變化趨勢(shì)一致。研究了不同加熱淬火工藝參數(shù)對(duì)淬火變形的影響，得出減小變形的較佳的淬火工藝方案，結(jié)果表明，最佳的淬火方案為：選用冷卻性能相對(duì)較弱的淬火介質(zhì)例如油、氮?dú)鈱?duì)薄壁件實(shí)施快速淬火。
　　對(duì)鈦合金制大型復(fù)雜薄壁件焊接及熱處理過(guò)程進(jìn)行模擬計(jì)

3、算，得到變形趨勢(shì)為：焊接后薄壁件整體無(wú)伸長(zhǎng)；退火熱處理后，薄壁件整體伸長(zhǎng)2.55mm，與實(shí)際伸長(zhǎng)量較吻合。同時(shí)對(duì)焊接及熱處理工裝進(jìn)行受力分析，驗(yàn)證了工裝在選材和設(shè)計(jì)上的合理性。
　　對(duì)大鍛件的鍛造過(guò)程進(jìn)行模擬計(jì)算，重點(diǎn)研究了鍛造過(guò)程中晶粒尺寸的變化規(guī)律，結(jié)果表明：以10mm/s的速度一次鍛造成形后鍛件的心部平均晶粒尺寸為15μm。表層難變形區(qū)的平均晶粒尺寸在40-100μm之間。晶粒細(xì)化顯著。計(jì)算了不同鍛造工藝參數(shù)對(duì)晶粒尺寸的影響