TC21鈦合金大型鑄造錠開坯過程的數(shù)值模擬研究.pdf

1、鈦合金大型鑄錠內(nèi)部往往存在著嚴重的缺陷，且在開坯鍛造時坯料表面質(zhì)量及開坯參數(shù)的選擇難以控制和決定。因此，對其開坯工藝的研究具有重要的意義。本文研究了鑄態(tài)TC21鈦合金的高溫變形行為，建立本構(gòu)關(guān)系模型，利用有限元軟件DEFORM-3D分別對TC21鈦合金大型鑄錠鐓粗成餅坯的過程以及圓截面鑄錠拔長至矩形截面鍛件的過程進行了數(shù)值模擬，揭示開坯工藝參數(shù)對開坯質(zhì)量的影響規(guī)律，以期為實際生產(chǎn)中開坯鍛造工藝的制定提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。本文的研究內(nèi)容和結(jié)

2、論如下:
　　(1)研究了鑄態(tài)TC21鈦合金的高溫變形行為，建立了本構(gòu)關(guān)系模型，為TC21鈦合金大型鑄錠開坯鍛造過程的有限元模擬提供材料模型。
　　(2)對鑄錠鐓粗成餅坯的高溫鍛造開坯過程進行了數(shù)值模擬，研究了兩步鍛造時不同的變形量組合和端面摩擦系數(shù)對餅坯中等效應(yīng)變場和斷裂因子分布狀態(tài)的影響，得出了在最佳應(yīng)變量組合下，鍛后餅坯中的應(yīng)變均勻性高，均勻變形區(qū)面積大，斷裂因子數(shù)值最小。
　　(3)對初始圓截面坯料拔長至矩形截

3、面鍛件的過程進行了數(shù)值模擬，研究了在該拔長過程中不同的圓角半徑、接砧量及壓下量對鍛件表面成形質(zhì)量和鍛件形狀的影響規(guī)律，優(yōu)化出最佳工藝參數(shù)，以獲得良好的鍛件成形質(zhì)量和形狀，為后續(xù)拔長做準備。
　　(4)對平砧拔長矩形截面鍛件的過程進行了數(shù)值模擬，研究了在該拔長過程中上下砧寬、壓下量方案、錯砧方案對鍛件內(nèi)部質(zhì)量（鍛件心部孔洞閉合效果和鍛件內(nèi)部等效應(yīng)變分布狀態(tài)）的影響規(guī)律，得出:砧寬比為0.6時，鍛件心部孔洞閉合效果較好;每次壓下量基本