大型法蘭件空洞缺陷組織演變模擬.pdf

1、隨著環(huán)境污染的加重，我國(guó)非常重視風(fēng)電代替火電的建設(shè)，所以對(duì)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的要求也越來(lái)越高。大型法蘭鍛件是風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的重要連接件件之一，風(fēng)電設(shè)備大都工作環(huán)境惡劣，對(duì)大型法蘭件的抗壓和抗腐蝕性能要求很高。除此之外隨著航空航天和機(jī)械交通等行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)于大法蘭件需求量也快速的增加，由于加工配合等方面的原因，不僅需要尺寸精度必須保證在合理的誤差范圍內(nèi)，還需要有良好的微觀組織結(jié)構(gòu)，確保其性能的穩(wěn)定。
　　本文在 DEFORM軟件平臺(tái)上建

2、立大型法蘭件的宏觀有限元模型，基于金屬塑形變形的體積不變?cè)?，在軟件平臺(tái)上進(jìn)行鐓粗和輾環(huán)過(guò)程有限元分析的數(shù)值模擬。首先分析成形過(guò)程中的應(yīng)力場(chǎng)應(yīng)變場(chǎng)和溫度場(chǎng)的演化規(guī)律，然后研究了鐓粗過(guò)程中的微觀組織演變規(guī)律，取得了如下研究成果：
　　(1)同一壓下率下，高徑比越大應(yīng)力和應(yīng)變變化越小，同一高徑比下，壓下率越大應(yīng)變?cè)矫黠@，在坯料鐓粗過(guò)程中，應(yīng)變是由上下模具接觸的中間部分向心部越來(lái)越大的。
　　(2)高徑比，摩擦系數(shù)，空洞位置和壓下

3、率是影響空洞閉合的主要因素，高徑比越接近1時(shí)空洞閉合越容易，因?yàn)榇藭r(shí)上下兩端部受到摩擦力的束縛最??；摩擦系數(shù)影響摩擦力的大小，所以摩擦系數(shù)越大材料流動(dòng)性越差，空洞閉合越困難；在中心軸線上的空洞位置相比之下最容易閉合的，中心軸線是距離斷面最遠(yuǎn)的，所受斷面效應(yīng)最弱；壓下率是影響空洞閉合最重要的因素，接近正比例函數(shù)。
　　(3)不同的溫度、應(yīng)變速率、初始晶粒度和摩擦因子對(duì)空洞周?chē)奈⒂^組織也產(chǎn)生不同的影響。晶粒再結(jié)晶程度隨著溫度的升高而

4、升高，晶粒度隨著應(yīng)變速率的增大而增大，隨著初始晶粒度的降低而減少。
　　(4)空洞閉合程度的大小從微觀上來(lái)看是空洞周?chē)M織的再結(jié)晶程度和晶粒度決定的，再結(jié)晶程度越高，晶粒度越小空洞閉合程度越高。
　　本文對(duì)輾環(huán)過(guò)程進(jìn)行了宏觀和微觀的研究，宏觀上以對(duì)應(yīng)力應(yīng)變和溫度的分布情況為依據(jù)，微觀上以晶粒尺寸變化和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶比例為依據(jù)，同時(shí)在輾環(huán)過(guò)程中還伴隨有靜態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生。本文研究成形過(guò)程中的微觀組織是通過(guò)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)和平均晶粒

5、尺寸來(lái)進(jìn)行的，取得了如下研究成果：
　　(1)坯料初始溫度，高徑比和輾擴(kuò)比以及軋輥的運(yùn)動(dòng)速度都是影響應(yīng)力應(yīng)變和溫度分布不均勻的主要因素。初始溫度越高，高徑比越大，驅(qū)動(dòng)輥和錐輥轉(zhuǎn)速越大溫度和應(yīng)力應(yīng)變分布越均勻。
　　(2)鐓粗過(guò)程的工藝參數(shù)如壓下率、初始溫度、摩擦系數(shù)和高徑比等，都會(huì)輾環(huán)過(guò)程的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)和平均晶粒尺寸產(chǎn)生顯著影響。
　　(3)輾環(huán)過(guò)程中的軋輥的運(yùn)動(dòng)速度、初始溫度是影響成品環(huán)件組織的重要因素。軋輥的