鎳基超合金氣閥坯電鐓成形勻細(xì)晶調(diào)控方法及工藝參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、本文主要研究以勻細(xì)晶為目標(biāo)的鎳基超合金電鐓工藝參數(shù)調(diào)控方法，通過建立加工圖與變形機(jī)制圖識(shí)別出細(xì)晶參數(shù)區(qū)間，進(jìn)行電鐓工藝參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，為實(shí)際電鐓勻細(xì)晶組織控制提供理論指導(dǎo)。首先利用熱物理模擬試驗(yàn)機(jī)完成 Nimonic80A鎳基耐熱合金的等溫壓縮實(shí)驗(yàn)，并采集該合金的真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)，結(jié)合該應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)建立GA-SVR支持向量回歸機(jī)本構(gòu)模型，基于此模型擴(kuò)充Nimonic80A的流變應(yīng)力數(shù)據(jù)。依據(jù)實(shí)驗(yàn)與擴(kuò)充的數(shù)據(jù)，計(jì)算并繪制該合金的功率耗散圖

2、和失穩(wěn)圖，進(jìn)而建立其熱加工圖和變形機(jī)制圖，識(shí)別合金穩(wěn)態(tài)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶工藝參數(shù)區(qū)間。根據(jù)識(shí)別出的參數(shù)區(qū)間設(shè)計(jì)電鐓工藝參數(shù)非線性加載路徑，并構(gòu)建電鐓多場多尺度耦合有限元模型，基于有限元模擬結(jié)果，建立晶粒勻細(xì)化雙目標(biāo)與電鐓工藝參數(shù)之間的響應(yīng)關(guān)系，并利用 NSGA-Ⅱ遺傳算法求解優(yōu)化電鐓工藝參數(shù)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①利用Gleeble-3500熱模擬壓縮實(shí)驗(yàn)機(jī)完成了Nimonic80A鎳基耐熱合金在溫度范圍為1000-1200℃和應(yīng)變

3、速率范圍為0.01-10s-1的軸對(duì)稱等溫壓縮試驗(yàn)，利用采集的真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)建立該合金GA-SVR支持向量回歸機(jī)流變本構(gòu)模型，并基于此模型擴(kuò)展該合金的高溫應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)。②根據(jù)實(shí)驗(yàn)及預(yù)測拓展的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)，構(gòu)建Nimonic80A鎳基耐熱合金的熱加工圖及變形機(jī)制圖，結(jié)合金相照片，識(shí)別出該合金穩(wěn)態(tài)細(xì)晶區(qū)間是：溫度區(qū)間為1075-1125℃，應(yīng)變速率區(qū)間0.045-0.32s-1。③依據(jù)變形機(jī)制圖識(shí)別的穩(wěn)態(tài)再結(jié)晶參數(shù)區(qū)間，設(shè)計(jì)電鐓工藝非線性

4、加載路徑，結(jié)合 Nimonic80A鎳基耐熱合金的晶粒尺寸模型，建立電鐓多場多尺度耦合有限元模型，定量分析電鐓制坯過程中坯料的溫度、變形狀態(tài)、晶粒尺寸大小及分布。④采用Box-behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)電鐓有限元模擬方案，統(tǒng)計(jì)分析模擬結(jié)果，建立電鐓件晶粒勻細(xì)化雙目標(biāo)與電鐓夾持長度、砧子后退速度、鐓粗缸鐓粗速度以及加熱電流等主要工藝參數(shù)之間的動(dòng)態(tài)響應(yīng)關(guān)系。利用多目標(biāo)遺傳算法求解優(yōu)化電鐓工藝參數(shù)，采用最終優(yōu)化后的工藝參數(shù)模擬得到的晶粒度