SNCrW合金電鐓成形晶粒演變?cè)詣?dòng)機(jī)模擬建模及分析.pdf

1、SNCrW作為一種典型的奧氏體耐熱合金材料，強(qiáng)度和高溫性能相對(duì)比較優(yōu)越，在大型柴油機(jī)氣門(mén)的生產(chǎn)制造行業(yè)中被廣泛用。然而和其他耐熱合金材料一樣， SNCrW材料雖然具有良好的綜合性能，但加工性能卻比較差。因此，在用SNCrW作為生產(chǎn)氣門(mén)的過(guò)程中，目前通常采用電加熱鐓粗工藝，也就是電鐓工藝。在電鐓工藝過(guò)程中材料變形部分處于較高溫度，內(nèi)部的微觀組織變化對(duì)于最終工件的力學(xué)性能影響起到?jīng)Q定性作用，例如動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，動(dòng)態(tài)回復(fù)等微觀組織變化。因而掌握材

2、料在電鐓工藝過(guò)程中微觀組織變化情況對(duì)控制工件最終的力學(xué)性能具有十分重要的意義。傳統(tǒng)的微觀組織演變模擬只是通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)于微觀組織做定性的分析，這樣往往難以精確地分析不同工藝參數(shù)對(duì)于微觀組織的影響程度。時(shí)至今日，隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在材料科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展越來(lái)越成熟，給人們提供了更為方便準(zhǔn)確地計(jì)算機(jī)數(shù)字模擬方法定量的分析微觀組織演變過(guò)程。目前蒙特卡羅法、相場(chǎng)法和元胞自動(dòng)機(jī)法是最為常用的三種方法。通過(guò)對(duì)這三種方法的優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比，認(rèn)為元胞自動(dòng)機(jī)法更

3、加適用于分析電鐓工藝過(guò)程中微觀組織的演變。
　　本研究根據(jù)等溫壓縮的真應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)建立了SNCrW動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型和晶粒尺寸模型，分析了元胞自動(dòng)機(jī)的工作原理。應(yīng)用DEFORM-3D有限元軟件模擬SNCrW在電鐓過(guò)程，研究了材料的微觀組織演變。本文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：在1203-1403K這一溫度范圍內(nèi)、應(yīng)變速率為0.01s-1~10s-1的變形條件下，通過(guò)對(duì)SNCrW奧氏體耐熱合金的等溫壓縮實(shí)驗(yàn)，獲得了真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)，建立了S

4、NCrW奧氏體耐熱合金高溫塑性變形過(guò)程中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型和晶粒尺寸模型。介紹了元胞自動(dòng)機(jī)法的基本原理，分析了模擬軟件中元胞自動(dòng)機(jī)模塊中的位錯(cuò)密度模型，回復(fù)模型，動(dòng)態(tài)再結(jié)晶形核和長(zhǎng)大模型。通過(guò)此模型計(jì)算的晶粒尺寸與等溫壓縮試驗(yàn)的實(shí)際晶粒尺寸比較結(jié)果證明所建立的元胞自動(dòng)機(jī)模型可以準(zhǔn)確的模擬 SNCrW在熱塑性變形過(guò)程中微觀組織的演變?；贒EFORM-3D有限元模擬軟件，對(duì)電鐓過(guò)程中工件的微觀組織進(jìn)行模擬，同時(shí)將之前建立的元胞自動(dòng)機(jī)模型應(yīng)用