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

1、本文主要研究以勻細晶為目標的鎳基超合金電鐓工藝參數(shù)調控方法，通過建立加工圖與變形機制圖識別出細晶參數(shù)區(qū)間，進行電鐓工藝參數(shù)的優(yōu)化設計，為實際電鐓勻細晶組織控制提供理論指導。首先利用熱物理模擬試驗機完成 Nimonic80A鎳基耐熱合金的等溫壓縮實驗，并采集該合金的真實應力應變數(shù)據(jù)，結合該應力應變數(shù)據(jù)建立GA-SVR支持向量回歸機本構模型，基于此模型擴充Nimonic80A的流變應力數(shù)據(jù)。依據(jù)實驗與擴充的數(shù)據(jù)，計算并繪制該合金的功率耗散圖

2、和失穩(wěn)圖，進而建立其熱加工圖和變形機制圖，識別合金穩(wěn)態(tài)動態(tài)再結晶工藝參數(shù)區(qū)間。根據(jù)識別出的參數(shù)區(qū)間設計電鐓工藝參數(shù)非線性加載路徑，并構建電鐓多場多尺度耦合有限元模型，基于有限元模擬結果，建立晶粒勻細化雙目標與電鐓工藝參數(shù)之間的響應關系，并利用 NSGA-Ⅱ遺傳算法求解優(yōu)化電鐓工藝參數(shù)。
　　本研究主要內容包括：①利用Gleeble-3500熱模擬壓縮實驗機完成了Nimonic80A鎳基耐熱合金在溫度范圍為1000-1200℃和應變

3、速率范圍為0.01-10s-1的軸對稱等溫壓縮試驗，利用采集的真實應力應變數(shù)據(jù)建立該合金GA-SVR支持向量回歸機流變本構模型，并基于此模型擴展該合金的高溫應力應變數(shù)據(jù)。②根據(jù)實驗及預測拓展的應力應變數(shù)據(jù)，構建Nimonic80A鎳基耐熱合金的熱加工圖及變形機制圖，結合金相照片，識別出該合金穩(wěn)態(tài)細晶區(qū)間是：溫度區(qū)間為1075-1125℃，應變速率區(qū)間0.045-0.32s-1。③依據(jù)變形機制圖識別的穩(wěn)態(tài)再結晶參數(shù)區(qū)間，設計電鐓工藝非線性

4、加載路徑，結合 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試驗設計方法設計電鐓有限元模擬方案，統(tǒng)計分析模擬結果，建立電鐓件晶粒勻細化雙目標與電鐓夾持長度、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)之間的動態(tài)響應關系。利用多目標遺傳算法求解優(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