大型復(fù)雜構(gòu)件熱加工過程尺寸變化與組織演變數(shù)值模擬.pdf

1、大型薄壁件在熱加工過程中極易變形，熱加工工藝選擇不當(dāng)時會產(chǎn)生嚴(yán)重的變形，影響薄壁件的正常使用。大型鍛件由于晶粒粗大，力學(xué)性能差，需要通過鍛造來細(xì)化晶粒，提高其力學(xué)性能。
　　本文針對大型薄壁件熱加工變形和大鍛件鍛造晶粒細(xì)化的實際工程問題，利用有限元分析軟件ABAQUS和DEFORM分別對鋼制大型軸對稱薄壁件加熱淬火、鈦合金制大型復(fù)雜薄壁件焊接及熱處理、大鍛件的鍛造過程進行數(shù)值模擬計算。
　　對鋼制大型軸對稱薄壁件加熱淬火過程

2、進行模擬計算，得到了其淬火過程溫度場、應(yīng)力場分布及變形趨勢。結(jié)果表明，淬火后變形不均勻，截面變形近似呈橢圓形，薄壁筒體上端呈喇叭狀，最大徑向變形為30.89mm。選取的截面圓跳動與實測值較吻合，變化趨勢一致。研究了不同加熱淬火工藝參數(shù)對淬火變形的影響，得出減小變形的較佳的淬火工藝方案，結(jié)果表明，最佳的淬火方案為：選用冷卻性能相對較弱的淬火介質(zhì)例如油、氮氣對薄壁件實施快速淬火。
　　對鈦合金制大型復(fù)雜薄壁件焊接及熱處理過程進行模擬計

3、算，得到變形趨勢為：焊接后薄壁件整體無伸長；退火熱處理后，薄壁件整體伸長2.55mm，與實際伸長量較吻合。同時對焊接及熱處理工裝進行受力分析，驗證了工裝在選材和設(shè)計上的合理性。
　　對大鍛件的鍛造過程進行模擬計算，重點研究了鍛造過程中晶粒尺寸的變化規(guī)律，結(jié)果表明：以10mm/s的速度一次鍛造成形后鍛件的心部平均晶粒尺寸為15μm。表層難變形區(qū)的平均晶粒尺寸在40-100μm之間。晶粒細(xì)化顯著。計算了不同鍛造工藝參數(shù)對晶粒尺寸的影響