GH4169合金環(huán)件精密輾軋過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)學(xué)與力學(xué)分析.pdf

1、由于環(huán)件輾軋技術(shù)在綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益方面具有突出的優(yōu)勢(shì)，使得輾軋環(huán)件成為了航空、航天領(lǐng)域中高性能環(huán)形零件毛坯的主要來(lái)源。迄今，環(huán)件輾軋技術(shù)已發(fā)展成為軋制技術(shù)、零件制造技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和材料科學(xué)相互交叉的一種先進(jìn)制造技術(shù)，是制造高性能精密環(huán)件的首選工藝。 GH4169合金是一種綜合性能優(yōu)異的高溫合金，GH4169合金在常用的高溫合金中具有較高抗拉和屈服強(qiáng)度。此外，GH4169合金還具有優(yōu)秀的抗腐蝕性、抗氧化性、耐輻射性能，滿(mǎn)意的成

2、形性能以及良好的塑性和長(zhǎng)期的組織穩(wěn)定性，使GH4169合金成為650℃以下使用的高溫合金中綜合性能最好的合金。 本文針對(duì)環(huán)件精密軋制尤其是徑軸雙向復(fù)合軋制技術(shù)中的關(guān)鍵問(wèn)題，對(duì)雙向復(fù)合軋制過(guò)程中環(huán)件的運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律和軋制力學(xué)關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)的理論分析、數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究工作。 (1)環(huán)件運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律方面，重點(diǎn)針對(duì)軋制過(guò)程中的接觸弧長(zhǎng)、雙向變形量分配關(guān)系、瞬時(shí)直徑、軋制時(shí)間、錐輥轉(zhuǎn)速等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了理論上分析。提出了關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的

3、新的計(jì)算方法，并對(duì)所提出的計(jì)算方法和公式進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。 (2)軋制力學(xué)關(guān)系方面，主要針對(duì)徑向、軸向軋制力、力矩，及其對(duì)環(huán)件軋制過(guò)程的影響進(jìn)行了理論推導(dǎo)和試驗(yàn)驗(yàn)證，同時(shí)采用試驗(yàn)方法研究了環(huán)坯尺寸和芯輥尺寸對(duì)徑向軋制力的影響。 (3)對(duì)于徑軸雙向復(fù)合軋制引入了軋制曲線(xiàn)的概念，并對(duì)GH4169合金矩形環(huán)件雙向軋制過(guò)程中軋制曲線(xiàn)的設(shè)計(jì)方法及其對(duì)環(huán)件內(nèi)熱力參數(shù)的影響進(jìn)行了理論分析和試驗(yàn)研究。提出一種特殊軋制曲線(xiàn)以提高環(huán)件截面內(nèi)熱

4、力參數(shù)分布的均勻性。 (4)開(kāi)展了GH4169合金矩形環(huán)件軋制過(guò)程的有限元數(shù)值模擬。定量揭示了軋制力和環(huán)件內(nèi)等效應(yīng)變、等效應(yīng)變速率、溫度的分布規(guī)律，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)合試驗(yàn)環(huán)件的金相分析明確了角部溫升的原因。 本文采用理論分析、數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法系統(tǒng)研究了環(huán)件徑軸雙向復(fù)合軋制過(guò)程中關(guān)鍵參數(shù)的變化規(guī)律。所提出的計(jì)算方法、公式和相關(guān)結(jié)論可以為完善環(huán)件精密軋制理論體系、優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)和過(guò)程控制技術(shù)奠定基礎(chǔ)