找回密码
 注册会员

QQ登录

只需一步,快速开始

扫一扫,访问微社区

查看: 293|回复: 0

[资料] 大型锻件的模拟技术及内部质量控制研究(下)

[复制链接]
发表于 2011-7-12 22:17:08 | 显示全部楼层 |阅读模式

马上注册,结交更多好友,享用更多功能,让你轻松玩转磨削论坛

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?注册会员

×
  4变形与晶粒组织的关系
. s4 ]  K( b2 L  采用普通方法炼钢、注锭,大变形时内部夹杂物易发生聚合致使缺陷超标。而超纯净炼钢技术使得钢水质量大为提高,但是注锭时由于缺少结晶核导致晶粒过分粗大,给后续锻造控制晶粒带来困难。电渣重熔或定向凝固制锭工艺使得晶粒呈方向性生长并且尺寸较大,致使晶粒与晶界之间性能差别较大。由于显微纯净度降低,易引起缺陷损伤发生,致使缺陷超标。采用上述何种方法生产大型锻件综合效果较好,目前尚无定论。
6 k6 S! y1 i' \$ R, a$ K" t0 s( D. q; N, V  高温变形过程中,材料既要经历热力变化,又要经历金相组织变化,一定的热力参数决定了金属的组织,而组织的变化反过来又影响金属的变形规律,并决定着锻件的性能。热加工中组织变化为动态、静态、亚动态再结晶多机制软化过程。对于变形量小(达不到动态再结晶临界应变)的锻造工艺,锻件的晶粒细化需要通过锻后高温保温阶段的静态再结晶来实现。将材料静态再结晶模型与具体的锻造工艺相结合,用于预测核电大型锻件锻后晶粒尺寸的变化,就可确定获得均匀细小晶粒的锻造工艺参数。2 J/ k4 R- E& D) o
  再结晶后的细小晶粒不稳定,在高温停留时会快速长大。实验研究表明,当晶粒长大到一定程度时,其长大趋势便不明显。一定的温度存在特定的稳定晶粒尺寸,同时存在着晶粒粗化温度,即超过此温度,稳定晶粒尺寸急剧增大。8 [% V4 m$ U/ L
  实验得到ASME 508cl.3钢的稳定晶粒尺寸和晶粒粗化温度,参考此晶粒粗化温度和稳定晶粒尺寸来制定锻造工艺温度规范,可以控制锻件毛坯的初始晶粒度和锻件晶粒尺寸。综合考虑动态、静态、亚动态再结晶对晶粒细化的作用,给出了热变形后高温停顿5 min~10 min晶粒细化的黑箱模型,实现了多工序热锻的晶粒度预测和控制。: p" v5 E8 E% g
  将材料动态再结晶模型与三维刚粘塑性模型有限元耦合,已用于预测核电大型锻件锻造过程中细观组织变化,由此制定的核电锻件锻造工艺方案,可直接用于生产。. n: Y. d9 P/ m8 ?" r1 n
  5大型锻件锻造工艺的突破
4 O* I6 J4 J! s" c' \- h1 F  传统的锻造工艺仅考虑打碎铸态组织、消除空洞性缺陷,而没有考虑夹杂物和晶粒、晶界的影响,致使大型锻件废品率较高。新工艺不仅从控制夹杂性裂纹不萌生和控制晶粒尺寸的角度出发,采用合理的工艺参数避免了夹杂性裂纹的形成,打碎了铸态组织,消除了空洞性缺陷,而且将损伤与高温修复规律用于生产实践,通过高温和塑性变形修复大型锻件中已存在的缺陷,通过变形量和温度控制晶粒组织,减少粗晶晶界损伤发生,保证了产品质量,大大提高了产品合格率。' |# B% T. T& X0 ?1 t, A
  根据上述控制锻造思想,结合饼类、块类、桶类、轴类大型锻件变形的特点,分别制定了控制锻造工艺应遵循的工艺规范,使第一重型机械厂管板生产合格率稳定在97%以上,修复了中信重型机械公司洛阳重型铸锻厂已报废的管板,改善了陕西重型机器厂饼块类锻件的质量,并通过经验交流带动了大型锻件行业生产水平的提高。特别值得一提的是,中国出口巴基斯坦的2块核电特大型管板,在俄罗斯制造质量不合格交货无望的情况下,才无奈转向国内第一重型机械厂订货,该厂应用本研究成果一次投产成功,制造出了核电特大型管板,填补了国内空白。
. K9 E9 \1 W2 I3 ^# K# i  6成果应用展望) q* \" @( R, k* D$ k( [- [5 c2 b) F
  高温、三维、动态云纹法等关键模拟技术的突破,改变了长期以来使用的传统测试方法。通过测量分析细观、微观及动态缺陷变化,不仅推动了大型锻件行业的发展,而且可直接用于航空航天等高技术领域。如用于航空航天科技的新材料在高温下的蠕变、断裂力学行为对材料发展和工程应用至关重要。通过使用高温、三维、动态云纹法,其测试难题可迎刃而解。
# f/ J2 M/ z  @; a! F3 D: R9 k. U+ k% ^  损伤为材料科学和力学交叉的边缘学科,目前仅从现象上对其有认识,其内在本质和规律正在探索。高温缺陷的修复是从生产实践中发现的新现象,这一现象的发现为大型锻件质量控制的研究开辟了一个新方向。充分利用上述规律,不仅可以减少大型锻件中的缺陷使其达到质量要求,而且可以将使用报废锻件中的缺陷修复,使其重新发挥作用,并且这些成果可拓展至其它材料加工领域,具有广阔的应用前景。- J. U. ^6 W% g( ^) _6 l7 T5 A
  实现大型锻件控制锻造这一目标,对促进基础工业乃至整个国民经济的发展具有深远的意义。但还需对塑性加工中损伤与修复规律,锻造裂纹形成机理及判据,相变动力学、晶粒度预测,多工序、多软化机制,非稳态变形等特性进行深入研究,并通过计算机数值模拟技术优化其工艺过程。$ N8 g8 _  G" g, T
文章关键词: 锻件
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册会员

本版积分规则

中国磨床技术论坛
论 坛 声 明 郑重声明:本论坛属技术交流,非盈利性论坛。本论坛言论纯属发表者个人意见,与“中国磨削技术论坛”立场无关。 涉及政治言论一律删除,请所有会员注意.论坛资源由会员从网上收集整理所得,版权属于原作者. 论坛所有资源是进行学习和科研测试之用,请在下载后24小时删除, 本站出于学习和科研的目的进行交流和讨论,如有侵犯原作者的版权, 请来信告知,我们将立即做出整改,并给予相应的答复,谢谢合作!

中国磨削网

QQ|Archiver|手机版|小黑屋|磨削技术网 ( 苏ICP备12056899号-1 )

GMT+8, 2024-12-31 01:39 , Processed in 0.131555 second(s), 23 queries .

Powered by Discuz! X3.5

© 2001-2024 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表