基于鑄坯的環(huán)件熱輾擴(kuò)成形工藝數(shù)值模擬.pdf

1、環(huán)件輾擴(kuò)工藝作為生產(chǎn)無縫環(huán)形零件的先進(jìn)制造技術(shù)，在航空航天、火車、能源等高科技領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。然而傳統(tǒng)的環(huán)件熱輾擴(kuò)工藝流程為冶煉鋼錠—加熱開坯—加熱鐓粗沖孔—熱輾擴(kuò)成形，該工藝流程冗長，加熱次數(shù)多，浪費(fèi)材料和能源。本文提出一種利用鑄造環(huán)坯直接熱輾擴(kuò)成形制造環(huán)形零件工藝，與傳統(tǒng)工藝相比，能夠節(jié)約材料，降低能耗，提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益，具有非常好的推廣、應(yīng)用前景。本文采用理論分析、數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法對(duì)環(huán)形鑄坯熱輾擴(kuò)成形工藝進(jìn)行

2、了系統(tǒng)的研究，主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　對(duì)環(huán)形鑄坯熱輾擴(kuò)工藝的輾擴(kuò)成形條件、運(yùn)動(dòng)條件、工藝參數(shù)和關(guān)鍵問題進(jìn)行了理論分析，確定了輾擴(kuò)工藝參數(shù)的選擇依據(jù)和極限范圍，在熱輾擴(kuò)成形過程中需要通過合理調(diào)節(jié)工藝參數(shù)細(xì)化鑄態(tài)組織晶粒，提高產(chǎn)品的機(jī)械性能。
　　基于DEFORM模擬軟件，建立了鑄造環(huán)坯熱輾擴(kuò)成形過程的熱力耦合模型和鑄態(tài)42CrMo鋼微觀組織演變模型，對(duì)鑄造環(huán)坯熱輾擴(kuò)工藝進(jìn)行了有限元數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)環(huán)件的等效應(yīng)變和微觀組織演

3、變呈現(xiàn)環(huán)帶狀分布，內(nèi)外層為大變形區(qū)，晶粒細(xì)化明顯，變形程度較小的環(huán)件中層晶粒組織相對(duì)粗大。模擬分析了不同芯輥進(jìn)給速度和初始輾擴(kuò)溫度對(duì)輾擴(kuò)變形和微觀組織演變的影響，結(jié)果表明，在滿足輾擴(kuò)成形條件和設(shè)備允許的范圍內(nèi)，芯輥進(jìn)給采用變速運(yùn)動(dòng)，適當(dāng)增大穩(wěn)定輾擴(kuò)階段速度，可使變形更加均勻，晶粒細(xì)化效果好，提高了環(huán)件的輾擴(kuò)質(zhì)量和生產(chǎn)效率;隨著初始輾擴(kuò)溫度的上升，環(huán)件變形更加均勻，徑向輾擴(kuò)力降低，但當(dāng)溫度超過1150℃后晶粒急劇長大。
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