一、45~#钢锻件热镦粗过程晶粒尺寸模拟（论文文献综述）
胡志强[1]（2021）在《热作模具钢5CrNiMoV（Nb）热变形行为及组织性能研究》文中研究指明5CrNiMoV钢是典型的Cr-Mo-V系马氏体型热作模具钢,广泛用于制造各种热锻模具,但热强性不足的问题影响着其使用寿命和应用范围。为此,本文基于热动力学计算,对5CrNiMoV钢进行合金成分优化,开发出一种兼备较高硬度和良好韧性的新型热作模具钢5CrNiMoVNb。借助热膨胀相变仪、电子万能试验机、Gleeble热压缩试验机、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、热疲劳试验机等研究了 Cr-Mo-V系热作模具钢热变形行为与服役性能,揭示了热作模具钢热变形机制及微观组织演变规律,解释了 Mo、V等合金元素对热作模具钢高温热稳定性、热疲劳性能的影响机理。本文获得以下主要研究结果:（1）新型热作模具钢5CrNiMoVNb中碳化物含量明显增多,特别是MC型碳化物,670℃以下MC、M23C6和M7C3碳化物含量基本恒定,有利于提高材料常温强韧性、高温热稳定性和热疲劳性能等;其中Mo、V和Nb合金元素的增加提高了合金元素的固溶温度和固溶度,有利于抑制奥氏体晶粒的粗化。相较于5CrNiMoV钢,5CrNiMoVNb钢可以在更宽泛的淬火+回火温度范围内获得更优异的力学性能,其中5CrNiMoVNb钢最佳热处理工艺为:940℃淬火+600℃回火2h。（2）基于Gleeble单双道次热压缩实验,研究了这两种Cr-Mo-V系热作模具钢的高温热变形行为,构建了 5CrNiMoV钢高温流变应力模型、动态再结晶模型、亚动态再结晶模型和晶粒长大模型等,具有较高的准确性,可用于大型模块自由锻过程模拟。热变形过程中,5CrNiMoV钢的奥氏体晶粒尺寸随变形温度的升高、应变速率的减小而增大;当发生完全动态再结晶时,高的应变速率和较低的变形温度有利于应变储存能的提高,从而促进再结晶晶粒的细化。此外,不同变形条件下的再结晶晶粒尺寸变化及晶界形貌特征表明:非连续动态再结晶（DDRX）是在5CrNiMoV钢热变形过程中发生再结晶形核和晶粒长大的主要机制。（3）5CrNiMoV钢中马氏体相与母相奥氏体位向关系更符合N-W取向关系。奥氏体热变形微观织构研究表明,相同应变速率下,温度越高,MAD（随机取向分布）值越大,旋转Cube织构组分越强;相同热变形温度下,应变速率越大,MAD值越小,变形织构组分越少,这是因为活性滑移系的增大以及奥氏体晶粒的细化。此外,马氏体相变织构一方面取决于相变过程变体的选择,另一方面,马氏体相变织构总是向与母相取向差较小的方向转变。（4）基于已获得的5CrNiMoV钢的材料模型,建立了 5CrNiMoV钢大型热作模块的自由锻有限元模型。自由锻模拟研究表明:在多道次拔长过程中,提高压下速率,选用较小的砧宽,不仅可以细化晶粒,还可以提高大型热作模块变形的均匀性。基于正交模拟试验,优化了 5CrNiMoV钢大型热作模块自由锻拔长工艺,最佳工艺参数为:压下速率40mm/s、砧宽1000mm和单道次压下量25%。（5）对比5CrNiMoV钢和5CrNiMoVNb钢高温热稳定性可以发现,在600和650℃时,5CrNiMoVNb钢的高温热稳定性较5CrNiMoV钢分别提高了 35%和45%。两种Cr-Mo-V系热作模具钢的初始回火组织均由回火马氏体和碳化物组成,由于5CrNiMoVNb钢碳化物含量较高,且大部分碳化物呈颗粒状弥散分布在基体上,5CrNiMoVNb钢具有较好的高温热稳定性和抗回火软化性能。此外,由于Cr、Mo和V等中强碳化物形成元素含量较为合理,5CrNiMoVNb钢热稳保温过程中的主要析出强化相MC、M7C3和M23C6具有极低的粗化速率系数。通过工艺调控,使5CrNiMoV钢中残留一定量的残余应变,可以提高材料内部位错胞、马氏体板条界等缺陷数量,有利于抑制热稳保温过程中基体组织的粗化,改善碳化物形貌,抑制碳化物粗化,从而提高5CrNiMoV钢的热稳定性能。（6）基于自约束疲劳试验,对比分析了 5CrNiMoV钢和5CrNiMoVNb钢的热疲劳性能,经过2000次热疲劳循环后,两种钢中均出现热疲劳裂纹,主裂纹长度分别为184.47μm和104.06μm,5CrNiMoV钢中热疲劳裂纹长度、宽度和数量均大于5CrNiMoVNb钢,由不同循环次数的主裂纹长度、宽度关系可以判定,5CrNiMoVNb钢的热疲劳寿命较5CrNiMoV钢大约提高了 50%;对比不同热疲劳循环次数的热疲劳裂纹,还可以发现5CrNiMoVNb钢热疲劳裂纹的萌生和扩展速率明显小于5CrNiMoV钢。此外,由于小颗粒碳化物含量较高,对位错运动、组织粗化抑制作用较强,5CrNiMoVNb钢具有更好的组织稳定性和强韧性能,因此5CrNiMoVNb钢热疲劳性能优于5CrNiMoV钢。
乔士宾[2]（2021）在《SA508Gr.4N钢大锻件锻造过程组织演变与工艺优化》文中进行了进一步梳理随着能源和环境问题的日益凸显,国家制定了碳达峰的战略部署,而核能这一清洁、高效、稳定的能源越来越受到关注。管板、封头等核电用大型饼类锻件作为核电站的重要部件,其锻件成材率成为了制约核电生产成本及周期的重要因素。本文以核电用SA508Gr.4N钢φ4000 mm×1000 mm大型饼类锻件为研究对象,研究了该材料加热、变形、道次间隔过程中微观组织演变规律,并建立了相应的数学模型;提出了针对大锻件最后一火次多道次锻造时心部晶粒细化的锻造方案;通过Deform-3D软件对大型饼类锻件预成形和终成形锻造工艺进行了优化。本文主要研究工作如下:通过等温热处理炉和高温共聚焦显微镜研究了加热工艺参数（保温温度和时间）对SA508Gr.4N钢晶粒长大规律的影响,并建立了晶粒长大模型;通过高温高聚焦显微镜动态观察到SA508Gr.4N钢的奥氏体晶粒长大实质为晶界迁移过程。通过单道次热压缩试验研究了变形参数对SA508Gr.4N钢的流变应力和微观组织演变的影响,随变形温度的增加和应变速率的下降,流变应力、动态再结晶体积分数和完全动态再结晶后的晶粒尺寸逐渐增加;建立了该材料的高温流变应力和动态再结晶微观组织模型。基于双道次热压缩,研究了变形参数（变形温度、应变速率、应变量、初始晶粒尺寸和道次间隔时间）对SA508Gr.4N钢的静态和亚动态再结晶规律的影响,并建立了静态和亚动态再结晶动力学和晶粒尺寸模型。当初始晶粒尺寸≥256μm时,亚动态再结晶后晶粒尺寸不发生变化。通过控制最后一火次锻造温度在1050～1150℃之间,并采用阶梯增加的三道次锻造方案（如:5%,8%,13%）,可使心部晶粒尺寸等级小于3级。基于数值模拟分析的结果（等效应变场、应力场、温度场和晶粒尺寸分布）,改进了预成形和终成形锻造工装和工艺。预成形时采用5°锥形砧进行镦粗,采用窄平砧外缘旋转锻造（旋转角度60°）进行端面平整。终成形时采用外缘旋转锻造（旋转角度60°）,道次压下量100 mm。
张学忠[3]（2021）在《12%Cr钢热变形过程损伤机制及裂纹预测研究》文中研究说明超超临界机组大型转子锻件作为清洁高效燃煤发电技术的核心基础部件,其高质量的生产为节约资源、降低废气、废物排放、保护绿色生态、提高能源的利用效率都起到至关重要作用,该类锻件设计与核心制造技术作为“卡脖子”问题,在国内尚未完全实现自主化。高中压转子锻件常用材料为9%～12%Cr耐热钢,该钢种成分复杂、合金成分高,具有变形抗力大、塑性差且锻造温度窗口狭窄等特点,导致其在制坯和成形锻造过程中,组织细化和开裂控制成为急需解决的关键问题。基于目前高中压转子制造问题,本文以12%Cr超超临界转子材料为研究对象,基于物理模拟、数值模拟、组织表征及工艺试验相结合的方式,研究材料热变形特性,建立12%Cr钢的晶粒长大模型、动静态再结晶模型,理清变形过程中粗大晶粒的细化机制,为实际生产提供控制晶粒均匀化的相关参数;通过热拉伸试验,研究工艺参数对开裂及裂纹演变的影响规律,探明热变形开裂机理,确定在不同变形条件下裂纹萌生及断裂的临界阀值,构建热、力及不同组织的三元耦合的裂纹萌生及断裂模型。通过以上研究,以期为耐热钢热锻缺陷形成机理及工艺控制方面取得突破,对我国超超临界转子大锻件的自主制造提供理论支撑。通过热模拟压缩实验,研究简单加载路径下12%Cr钢的热变形行为与机理,得到铸、锻两态基于单轴等温热压缩试验12%Cr钢的真应力-真应变曲线,计算铸态和锻态12%Cr钢的热力学参数,分别建立铸态和锻态12%Cr钢在加工硬化动态回复（HW-DRV）和动态再结晶（DRX）两段式物理本构模型,并进行修正。修正后模型精度有所提高。通过流动应力曲线的对比分析,分别得出适合铸态和锻态12%Cr钢的锻造温度和应变速率。基于热拉伸试验和微观组织观察,获得了不同应变速率和变形温度下锻态和铸态12%Cr钢的应力应变曲线,分析了工艺参数对拉伸曲线的影响机制,探讨了该钢的裂纹萌生及拓展的影响因素。借助TEM分析,对裂纹萌生和扩展机理进行了分析。研究表明,变形温度超过1150℃时材料屈服强度和抗拉强度降低的主因是材料内部大量铁素体的出现,且原始组织中的铁素体是主要裂纹源。材料高温拉伸裂纹萌生和扩展是由于滑移变形时,M23C6等析出相影响了位错的运动,发生聚集和相互缠结,滑移变形变得困难,局部内应力升高。结合热模拟试验、数值模拟和缩比试验,分析了温度、应变速率对热变形损伤行为的影响,基于应变的累积导出12%Cr钢峰值应变和断裂应变的计算公式,建立其损伤进程模型,建立了12%Cr钢的热变形损伤演化模型,结合数值模拟和缩比试验,确定了铸态和锻态12Cr%钢在实际锻造条件区间的损伤临界形变量和开裂临界形变量。选取不同变形条件进行了镦粗缩比试验对模型进行验证,验证了模型对12%Cr钢高温变形下开裂预测准确性,为实际生产中的开裂预测和控制提供理论基础。
曾志钦[4]（2020）在《基于DEFORM二次开发的SA508Gr.4N钢的热变形宏微观演化行为研究》文中研究说明随着核电技术不断突破,产能不断增加,对用于制造核压力容器的核电材料的性能要求越来越高,一种新型的核压力容器用SA508Gr.4N钢逐渐受到研发人员的关注,该钢相较于SA508Gr.3钢具有更优的力学性能,被认为是下一代核反应堆的候选RPV钢。由于核电大锻件的制备具有“生产周期长,易产生缺陷”的缺点,所以不宜采用试错法来分析和建立合理的热加工工艺参数。因此,论文基于SA508Gr.4N钢单道次热压缩实验数据,运用DEFORM软件模拟大锻件的热变形过程,通过对多物理场模拟结果进行分析以期为大型核电管板锻件生产工艺提供科学的指导,主要研究工作及结论如下:（1）流动应力本构模型及动态再结晶模型的建立。选用新一代核电候选材料SA508Gr.4N钢为研究对象,利用已有的单道次热压缩流动应力数据,建立了两段式流动应力本构模型,引入相关系数及平均相对误差来衡量所建模型的准确性,对流动应力曲线中应变为0～1.0区间的应力值进行预测,结果表明计算值与实际值的相关系数和平均相对误差分别为0.9915和5.06%。同时对热压缩试样进行显微组织的表征,建立动态再结晶微观组织演化模型,并将其输入DEFORM软件,模拟热压缩过程,经验证,各变形条件下的热模拟压缩实验的晶粒尺寸模拟值与实测值的相关系数R为0.9524。（2）流动应力子程序的二次开发。利用Absoft Fortran编译器对DEFORM软件进行二次开发,将建立的两段式流动应力本构模型编写入DEFORM自带的USRMTR子程序,以实现SA508Gr.4N钢热变形过程的数值模拟。（3）非均匀热压缩实验及其数值模拟。利用200吨油压机和管式加热炉完成SA508Gr.4N钢非均匀热压缩实验,通过金相实验测得变形后指定区域的平均晶粒尺寸,对非均匀热压缩实验进行模拟,将特定位置的平均晶粒尺寸实验值与模拟值进行对比,经验证,平均晶粒尺寸实验值与模拟值基本一致,误差平均数为16.78%,误差最小值为7.28%,最大值为25.62%。（4）大型核电管板锻件数值模拟。基于大型核电管板锻件的锻造工艺,利用二次开发后的DEFORM软件对其工艺方案中的WHF法拔长及平锤头旋转展宽等工序进行了多参数下的模拟,得到了WHF法拔长及平锤头展宽的合理工艺参数。最后对大型核电管板锻件的生产过程进行全流程的模拟,给出了各个火次及工序下锻件的多物理场状态,以期为实际生产提供科学的指导。
田晨晟[5]（2020）在《大型盲孔及半盲孔件自由锻方法分析及成形工艺研究》文中研究指明大锻件作为重型装备的重要组成部分,在化工、电力、冶金、船舶建造、航空航天等领域应用广泛。而大型空心锻件作为大锻件的重要组成部分,具有节省材料、重量轻等优势,被广泛用于运输管道、传动轴类、压力容器等。盲孔及半盲孔件作为大型空心锻件常见结构,具有良好的应用前景以及特有的结构优势,但目前对其自由锻工艺的研究并不系统和完善,仍存在经验导向、理论支持不足、研究不够系统、研究数据化可视化不足等问题,随着计算机软硬件的迅速发展和金属塑性成形理论的成熟,基于数值模拟的计算机辅助工程技术在金属体积成形领域得到了广泛的应用,并逐渐成为行业内的主流。本文以常见的大型空心锻件为研究对象,根据内孔结构特征将其分为通孔类锻件、盲孔类锻件、半盲孔锻件,并在此基础上进行大型盲孔及半盲孔件自由锻方法分析及成形工艺研究。首先根据内孔深度与内径的比值H/D,将盲孔件分为深盲孔锻件与浅盲孔锻件,将半盲孔件分为深半盲孔锻件与浅半盲孔锻件。在分析目前常用的盲孔及半盲孔件成形方法的成形特点、工装结构及优缺点基础上,针对每类盲孔及半盲孔锻件分别给出了合理的自由锻成形方法,为后续大型盲孔及半盲孔件锻造工艺的制定与实施提供基础。对于大型深盲孔类锻件,选用自由锻冲拔的成形方法。选取直壁筒形件和变（内）外径风电主轴两种典型锻件为研究对象,采用数值模拟结合部分缩比实验的方式,对盲孔冲拔成形过程中的重要工艺参数如旋转角度、下压量、叠砧区大小、砧型、砧角、制坯形状等不同方案进行了交叉对比研究。从成形表面质量、应变分布、成形力大小、金属流动、尺寸控制等方面对成形结果进行分析,得出了合理的成形参数范围,并设计对应的铅试样缩比实验加以验证。在直壁筒形件冲拔成形工艺的基础上,对更为复杂的变（内）外径风电主轴锻件,进行锻件结构特征分析,研究了不同成形镦粗胎模、不同拔长砧型及不同拔长次序等对成形质量的影响,提出了 446W6181型盲孔风电主轴冲拔成形工艺流程,并进行了模拟验证。上述两种深盲孔类锻件均成形良好,证明了自由锻冲拔成形工艺参数的准确性和工艺方法及工艺流程的可行性。对于半盲孔类锻件,采用变径马杠扩孔成形方法及芯轴收孔成形方法。对传统马杠扩孔方法进行改进,提出适用于浅半盲孔锻件的对称变径马杠扩孔成形方法,采用对称成形后再气割的工艺流程,可实现“一坯两件”的成形方式,同时,该方法也可用于直接成形内孔中部有内凸缘结构的半盲孔件。对深半盲孔锻件,采用变径芯轴收孔的成形方法,既可显着减少机加工余量,又保留了锻造流线。在进行单步下压变形区域分析的基础上,分别选取典型锻件结构,对变径马杠扩孔及芯轴收孔两种方法成形过程中的下压量、旋转角度、制坯方案、凸缘宽度、芯棒过渡结构等重要成形工艺参数进行对比模拟研究,分析了各个参数对最终成形质量的影响,并给出了合理的参数范围。设计了芯棒收孔缩比实验方案,对部分重要工艺参数及整个收孔工艺流程进行实验研究,并与模拟结果进行对比,验证了模拟结果的准确性。对于尺寸相对较小的大型盲孔类锻件,考虑采用胎模锻成形方法。分别制定了适用于大型浅盲孔锻件和大型深盲孔锻件的胎模反挤和胎模冲孔工艺。以GP425993R1型浅盲孔件为研究对象,在分析材料流动、模具结构等因素后,对胎模锻反挤过程中易出现的填充不足、成形力过大等问题,提出了上凸下平缴粗制坯、组合冲头反挤和大小冲头顺次反挤等解决方案,有效提高了工艺可行性。对深盲孔锻件的胎模锻冲孔成形工艺进行了探索,设计了 446W6181型主轴的胎模锻制坯方案、模具结构及工艺流程,明确了胎模锻冲孔工艺成形中大型深盲孔件的可行性。
曾凡[6]（2019）在《考虑应变的软磁材料磁感应强度预测模型构建及其在汽车爪极热锻件中的应用研究》文中认为爪极是车用爪极式发电机的核心零件之一,其磁性能直接决定了汽车发电机的发电性能。塑性加工已成为爪极的主要制造方式,而塑性加工过程将对爪极锻件磁性能产生直接影响。本课题旨在开展锻件磁性能的预测研究工作,以支撑面向爪极服役磁性能的优化设计。选择低碳钢软磁材料为研究对象,构建与应变和温度相关的磁感应强度预测模型,并将其植入有限元模拟软件,实现了爪极锻后各部分磁性能分布预测,从而为爪极锻件工艺选择提供理论指导,同时为爪极零件的结构设计提供参考。为实现爪极热锻过程的精确数值模拟,基于软磁材料在不同热变形温度和应变速率条件下的较大应变范围内的流动应力行为特征,提出一种具有正弦函数形式的流动应力模型。与经典流动应力模型相比,该模型在可以描述材料的两种不同软化机制的同时,很好地满足大应变条件下的流动应力曲线外推要求,并且具有良好的精度和有限元模拟可植入性。为探讨热变形对软磁材料磁性能的影响规律,搭建了软磁材料直流磁性能测试平台,测试并分析不同工艺参数条件下材料磁感应强度、矫顽力和剩余磁感应强度等磁性能指标的变化情况,分析热塑性变形对磁性能的基本影响规律。根据热变形对软磁材料磁性能的影响规律,以磁性材料磁力耦合理论为基础,综合考虑了塑性应变和动态再结晶对软磁材料微观磁畴结构的影响,提出一种应变和温度相关的磁感应强度预测模型,并基于实验数据确定了模型的关键参数,验证了模型的可靠性。将可外推的具有正弦函数形式的流动应力模型、与应变温度相关的磁感应强度预测模型,通过二次开发植入有限元模拟软件,形成适用于爪极热锻成形的热-力-磁感应强度耦合有限元模拟方案,实现了典型爪极锻件磁感应强度分布的预测,为后续爪极零件结构设计与制造工艺流程的优化奠定基础。
赵小囡[7]（2019）在《42CrMo钢偏航轴承套圈精车裂纹产生的原因分析》文中研究表明42CrMo钢因具有良好的锻造成形性,以及调质热处理后良好的综合力学性能等优势,而成为大型偏航轴承套圈常用材料。42CrMo钢偏航轴承套圈在公司前期的生产过程中,经过精车后发现靠近其内径的上端面上出现了裂纹而影响了产品的合格率。本文通过对42CrMo钢偏航轴承套圈上裂纹区域的化学成分及其分布、低倍组织、微观组织、非金属夹杂等项目的检测和分析,以及以DEFORM-3D软件为平台对其锻造制坯过程中原材料中心区域金属流向的有限元模拟,研究了裂纹产生的原因,并结合生产实际提出了相应的解决方案。论文所得结果如下:失效42CrMo钢偏航轴承套圈的低倍组织、化学成分、非金属夹杂物和力学性能等组织和性能均符合相关的国家标准和客户的要求。42CrMo钢偏航轴承套圈裂纹处径向截面上的C、P、S等元素均存在有不同程度的偏析,偏析分布情况与低倍腐蚀试样中心疏松区域形状相近。裂纹位于42CrMo钢偏航轴承套圈内径和上端面交界处附近,处于原材料中心疏松的边界位置处,为淬火裂纹,是由于原材料中心疏松处C元素含量存在有较为严重的偏析以及C元素含量偏高等因素共同作用引起的,且相比于其它部位,内径和上端面交界处稍快的冷却速度对其形成有一定的促进作用。锻造工序虽然可以去掉42CrMo钢偏航轴承套圈原材料中大部分的中心疏松区域,但中心疏松缺陷区仍将有少部分残留而不能完全去除。DEFORM-3D软件有限元模拟锻造制坯过程中原材料中心区域金属流向的结果较好地说明了 42CrMo钢偏航轴承套圈低倍组织所具有的独特形态的原因,也进一步证实了本文所提出的轴承套圈淬火裂纹形成原因的正确性。并结合实际生产提出下列两条解决方案:第一,建议钢厂通过连铸坯结晶过程中的冷却速度、或浇铸速度等工艺的控制,来减小连铸圆坯中心疏松区的直径,以利于42CrMo钢偏航轴承套圈在制坯过程中能够较完整地切除。第二,在不改变整体加工余量条件下,将现有的42CrMo钢偏航轴承套圈粗、精车过程中上、下端面对称尺寸加工的方法,改为加大上端面加工尺寸以去除已经出现裂纹的上、下端面的非对称尺寸加工方法。最终,公司通过采用钢厂所提供具有较小直径中心疏松区的连铸圆坯,在后续42CrMo钢偏航轴承套圈的生产过程中均没有在精车后出现淬火裂纹。
姜静[8]（2019）在《面向大型航空构件形/性控制的局部控流和模具控温模锻工艺研究》文中提出大型航空构件的生产技术是一个国家科技水平高低的重要标志之一,随着国际航空领域的蓬勃发展,航空构件的需求量和需求种类日益增加,对其性能也有了更高的要求。起落架是飞机上的重要零件之一,是典型的大型航空构件,该类锻件水平投影面积大、纵向凸起高且窄、纵截面面积变化剧烈,在形状和性能方面有很高的要求,目前整体模锻是制造该类锻件的核心技术。然而现阶段,通过整体模锻技术成形该类产品时,容易造成充不满和晶粒尺寸粗大等缺陷。因此,如何在提高材料利用率、降低成形载荷的基础上获得形状和性能均满足要求的锻件是一个迫切需要研究的课题。因此,本文提出了局部控流和模具控温的方法进行终锻件形状和性能的控制,并结合BP神经网络和遗传算法进行参数的优化,为成功实现B787前起落架外筒锻件的成形提供了指导作用。首先,分析了B787前起落架外筒锻件的结构特点,根据其形状结构设计了预锻件和毛坯形状,并制定了起落架外筒锻件模锻工艺流程:下料→加热→镦粗→拔长→加热→拍扁→加热→预锻→加热→终锻。按常规飞边设计方法设计终锻飞边尺寸,然后利用有限元模拟软件DEFORM-3D对B787前起落架外筒锻件模锻过程进行了全流程模拟,模拟结果显示,终锻过程凸起部位并没有完全充满,需要进行改进。其次,针对B787前起落架外筒锻件头部充不满的问题,分析提出了调节局部飞边厚度控制金属流动的方法。基于主应力法和分流面应力平衡条件建立了飞边尺寸求解模型,获得了终锻件局部飞边厚度尺寸;随后,根据原先设计的起落架外筒锻件成形工艺方案,运用有限元数值模拟软件DEFORM-3D模拟了锻件热模锻全流程,分析了整个成形过程的金属流动、应变分布和终锻件的晶粒尺寸分布。结果表明,局部控流方法获得了形状合格、无缺陷的终锻件。同时,又根据该工艺进行了局部控流实验,得到的锻件完全充满,飞边均匀,无成形缺陷,模拟结果和实验同时验证了局部控流方法的正确性,然而模拟和实验均发现终锻件部分区域的晶粒尺寸粗大。然后,针对其终锻成形过程中出现的晶粒尺寸粗大的问题,提出调控模具温度以改善晶粒尺寸的方案。在保证局部控流的基础上选取上模温度、下模温度、模具运行速度、凸起部位飞边厚度为因素,终锻最大成形载荷和最大晶粒尺寸为目标函数设计了16组正交试验,进行BP神经网络建模,再结合遗传算法对各参数进行优化,获得最优的参数组合,同时使用DEFORM-3D有限元模拟软件进行验证。模拟结果表明,采用模具控温得到了形状和晶粒尺寸均合格的锻件。最后,进行了简单凸起件的成形实验,将得到的锻件某一截面4个不同区域的晶粒尺寸与相同条件下模拟得到的晶粒尺寸进行对比分析,发现误差均小于5%,由此可以证明:利用耦合了微观组织演变模型的DEFORM-3D模拟得到的晶粒尺寸是准确的,从而进一步证明模具控温可以细化晶粒尺寸。
薛洪鹏[9]（2019）在《超大型锻件热锻表面开裂及组织演变研究》文中研究指明最近,越来越多的超大型锻件,例如反应堆压力容器的接管段和上封头、整体汽轮机低压转子,被制造并应用在新一代大功率核电站上。超大型锻件的出现不但缩短制造周期、降低生产成本,更重要的是能提高安全性和服役周期,提高电站的功率和效率。超大型锻件的锻造特点就是变形时的应变速率特别低(平均应变速率在0.001s-1的量级)、表面冷却缓慢。但是长期以来,人们研究大锻件变形行为和开裂行为的速率基本都在0.0110s-1的研究范围,而且均是在恒温条件下。超大型锻件锻造的组织演变规律、表面开裂行为仍缺少详细的基础数据,制约了超大型锻件的制造和发展。因此,本文以18Mn18Cr0.6N为模型材料,通过物理实验探究其在连续冷却变形和极低应变速率变形时的表面开裂行为和组织演变规律,并运用DEFORM-3D有限元分析软件模拟超大型锻件的连续冷却变形过程。得到以下结论:（1）18Mn18Cr0.6N以0.001s-1连续冷却拉伸变形（编号T1200-1090）时,其断面收缩率高于1200℃恒温拉伸试样（编号T1200）和1090℃（T1090）恒温拉伸试样。不同条件下的拉伸试样流变曲线趋势相似,但是连续冷却拉伸试样（T1200-1090）存在明显的加工硬化现象。（2）通过EBSD测定,T1200-1090断口附近的KAM值和小角晶界比例均高于T1200和T1090的,然而,其再结晶比例则比T1200和T1090的低。18Mn18Cr0.6N以0.001s-1连续冷却压缩变形（编号C1200-1090-275）时,其再结晶比例低于1200℃恒温（编号C1200-275）和1090℃恒温压缩变形（编号C1090-275）的,小角晶界比例较低。显然,连续冷却变形抑制了动态再结晶的进行。基于上述结论,建立连续冷却变形对再结晶抑制的模型。（3）18Mn18Cr0.6N以0.0001s-1分别在1150℃和1050℃压缩至不同真应变时,1050℃下压缩时的晶粒细化效果更加明显。然而,从1150℃降低到1050℃时,变形抗力提高了一倍。基于上述结论,提出了18Mn18Cr0.6N以0.0001s-1压缩变形时的动态再结晶形核机制。（4）18Mn18Cr0.6N以0.0001s-1变形时,裂纹很容易因晶粒转动的不协调而在晶界萌生,并且依次沿着晶界、孪晶界、晶内的途径进行扩展。（5）利用DEFORM-3D软件模拟了超大型锻件连续冷却变形过程。无论是恒温变形还是连续冷却变形,Normalized C&L准则损伤最高值均出现在圆柱试样侧表面半高处,并且向着心部逐渐降低。在相同应变下,连续冷却变形时的Normalized C&L准则损伤数值高于恒温变形的,并且随着应变的增加,其差值逐渐变大。
房庆龄[10]（2019）在《AZ80镁合金旋转挤压成形中内部空洞型缺陷演化规律研究》文中研究表明镁合金作为最轻的金属结构材料,在国防军工、航天航空以及电子通讯等工业领域有着举足轻重的作用。然而,镁合金的铸造过程导致材料内部存在空洞型缺陷,这种缺陷直接破坏了金属的连续性,在后续塑性成形过程中容易形成应力集中或裂纹损伤,进而使镁合金产品的疲劳寿命缩短、力学性能下降。因此,制定合理的变形工艺,促使空洞型缺陷闭合,对生产服役性能良好的镁合金产品具有重要意义。旋转挤压作为一种新型的塑性成形工艺,具有提高变形体内部静水应力、获得剧烈塑性变形等优点,为修复空洞型缺陷创造了有利的力学条件。本文以AZ80镁合金为对象,研究该材料在旋转挤压成形中内部空洞型缺陷的演化规律,讨论影响空洞闭合的因素,建立在该变形方式下的空洞演化模型,并通过实验验证演化模型的正确性。在阐述旋转挤压成形工艺和原理的基础上,对成形过程中各区域的应力、应变分布进行讨论;成形过程中,变形区处于强压剪应力状态,可大幅度提高金属的性能;由于凸模的旋转运动,变形体内部形成高应变累积的区域,形变强化效果更加显着。针对AZ80镁合金旋转挤压成形中内部空洞型缺陷的有限元仿真问题,提出体胞法,并利用Deform-3D数值模拟软件构建有限元宏观模型和体胞模型。确定空洞初始位置、初始形状和初始大小为影响空洞演化的内在因素,采用控制变量法设计实验,分析内在因素对空洞演化的影响;确定挤压速度、旋转速度、变形温度和摩擦系数为影响空洞演化的外在因素,设计正交实验,剖析外在因素对空洞演化的影响。分析结果表明,空洞初始位置、空洞初始形状、挤压速度以及旋转速度对空洞演化具有显着影响;空洞初始大小、变形温度以及摩擦系数对空洞闭合几乎没有影响。同时分析空洞闭合过程发现,空洞初始形状不同,空洞形状在变形过程中呈现不同的演变规律。基于损伤力学的研究方法,推导出基体材料为理想刚塑性体时的空洞体积与宏观力学量场的一般关系,发现宏观等效应变和宏观应力三轴度对空洞闭合具有积极作用。分析处理数值模拟结果,将空洞体积与宏观力学量场的关系明确化,回归得到AZ80镁合金旋转挤压成形的空洞演化模型。分析空洞演化模型,发现高的应力三轴度水平和大的等效应变有利于空洞闭合;随着等效应变的增大,应力三轴度对空洞演化的影响逐渐减小。同时发现,球形空洞在该变形方式下发生闭合的力学条件为等效应变至少达到0.75。采用Gleeble3500热模拟实验机对设有空洞的AZ80镁合金进行旋转挤压实验,剖析实验结果发现,挤压速度、旋转速度和空洞初始位置对空洞演化的影响趋势与通过数值模拟得到的影响趋势一致,且由实验和演化模型得到的空洞相对体积误差较小,验证了数值模拟的可靠性和空洞演化模型的有效性。
二、45~#钢锻件热镦粗过程晶粒尺寸模拟（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、45~#钢锻件热镦粗过程晶粒尺寸模拟（论文提纲范文）
（1）热作模具钢5CrNiMoV（Nb）热变形行为及组织性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 绪论 |
| 2.1 热作模具钢概述 |
| 2.2 国内外热作模具钢发展 |
| 2.2.1 国内热作模具钢发展 |
| 2.2.2 国外热作模具钢发展 |
| 2.3 热作模具钢自由锻研究 |
| 2.3.1 自由锻工艺研究 |
| 2.3.2 高温塑性变形行为研究 |
| 2.4 热作模具钢服役性能研究 |
| 2.5 研究方案 |
| 2.5.1 研究内容 |
| 2.5.2 技术路线 |
| 2.5.3 创新点 |
| 3 热作模具钢微观组织及其特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验材料及设备 |
| 3.2.1 试验材料 |
| 3.2.2 试验测试及方法 |
| 3.3 试验钢析出相热力学计算 |
| 3.3.1 5CrNiMoV钢平衡析出相分析 |
| 3.3.2 5CrNiMoVNb钢平衡析出相分析 |
| 3.3.3 Mo、V、Nb等在奥氏体中的固溶度分析 |
| 3.4 试验材料微观组织及力学性能 |
| 3.4.1 相变点的测量 |
| 3.4.2 试验钢热处理工艺 |
| 3.4.3 组织评价及性能测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 热作模具钢热变形行为研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验方法 |
| 4.3 高温流变应力分析 |
| 4.3.1 流变应力曲线 |
| 4.3.2 高温流变应力模型及验证 |
| 4.3.3 热加工图分析 |
| 4.3.4 热激活能分析 |
| 4.4 动态再结晶行为研究 |
| 4.4.1 动态再结晶动力学模型及验证 |
| 4.4.2 动态再结晶晶粒尺寸模型及验证 |
| 4.5 亚动态再结晶行为分析 |
| 4.5.1 亚动态再结晶行为分析 |
| 4.5.2 亚动态再结晶动力学模型及验证 |
| 4.6 奥氏体晶粒长大行为研究 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 热作模具钢组织演变及热变形微观织构研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验方法 |
| 5.3 原始奥氏体组织演变规律 |
| 5.4 马氏体与母相奥氏体取向关系 |
| 5.5 奥氏体热变形织构研究 |
| 5.5.1 不同变形温度对奥氏体织构演变的影响 |
| 5.5.2 不同应变速率对奥氏体织构演变的影响 |
| 5.6 马氏体相变织构研究 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 5CrNiMoV模块锻造成形模拟及试验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 锻造成形模拟研究 |
| 6.2.1 有限元模型的建立 |
| 6.2.2 模拟结果分析 |
| 6.3 锻造成形试验研究 |
| 6.3.1 锻造成形试验过程 |
| 6.3.2 试验结果分析 |
| 6.4 5CrNiMoV大型热作模块自由锻模拟研究 |
| 6.4.1 大型模块有限元模型的建立及参数 |
| 6.4.2 自由锻数值模拟结果分析 |
| 6.4.3 自由锻工艺参数优化 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 热作模具钢热稳定性研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 试验方法 |
| 7.3 合金元素配比分析 |
| 7.4 5CrNiMoV和5CrNiMoVNb钢热稳定性对比分析 |
| 7.4.1 热稳硬度演变规律 |
| 7.4.2 热稳微观组织分析 |
| 7.5 残余应变对5CrNiMoV钢热稳定性的影响 |
| 7.5.1 热稳硬度变化规律 |
| 7.5.2 热稳微观组织分析 |
| 7.6 两种Cr-Mo-V系热作模具钢热稳定性机理分析 |
| 7.7 本章小结 |
| 8 热作模具钢热疲劳性能研究 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 实验方法 |
| 8.3 热疲劳实验结果分析 |
| 8.3.1 不同循环次数下的疲劳性能分析 |
| 8.3.2 热疲劳对组织的影响 |
| 8.3.3 热疲劳硬度变化 |
| 8.4 热疲劳机理分析 |
| 8.4.1 疲劳裂纹萌生及扩展分析 |
| 8.4.2 两种热疲劳寿命比较研究 |
| 8.5 本章小结 |
| 9 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）SA508Gr.4N钢大锻件锻造过程组织演变与工艺优化（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 核电压水堆压力容器用钢发展 |
| 1.3 大型锻件工艺及研究现状 |
| 1.4 大型饼型锻件锻造工艺及特点 |
| 1.4.1 大型饼型锻件的工作环境 |
| 1.4.2 大型饼类锻件的生产特点及常规流程 |
| 1.5 大型锻件组织演变机理 |
| 1.5.1 动态再结晶 |
| 1.5.2 动态再结晶流变应力曲线 |
| 1.5.3 静态再结晶和亚动态再结晶 |
| 1.6 SA508Gr.4N钢研究进展 |
| 1.6.1 化学成分对SA508Gr.4N钢性能的影响 |
| 1.6.2 热处理工艺对SA508Gr.4N钢性能的影响 |
| 1.6.3 SA508Gr.4N钢粗晶与混晶现象研究 |
| 1.7 本文研究主要内容 |
| 第二章 实验材料及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 物理模拟技术 |
| 2.2.1 晶粒长大试验 |
| 2.2.2 单道次热压缩试验 |
| 2.2.3 双道次热压缩试验 |
| 2.2.4 最后一火次心部晶粒细化试验 |
| 2.3 有限元数值模拟 |
| 2.4 显维组织观察与分析 |
| 2.5 试验方案及技术路线 |
| 第三章 SA508Gr.4N钢锻前加热过程晶粒长大规律研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验材料及方法 |
| 3.3 保温温度对SA508Gr.4N钢奥氏体晶粒长大的影响 |
| 3.4 保温时间对SA508Gr.4N钢奥氏体晶粒尺寸的影响 |
| 3.5 SA508Gr.4N钢奥氏体晶粒异常长大行为分析 |
| 3.6 晶粒长大动力学模型 |
| 3.7 小结 |
| 第四章 SA508Gr.4N钢热变形行为和动态再结晶规律研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料及方法 |
| 4.3 单道次热压缩流变应力曲线分析 |
| 4.4 热激活能的求解 |
| 4.5 基于物象的两阶段流变应力模型 |
| 4.5.1 DRV模型参数的确定及建立 |
| 4.5.2 动态再结晶动力学模型及DRX模型的建立 |
| 4.5.3 模型验证 |
| 4.6 动态再结晶微观组织模型 |
| 4.6.1 动态再结晶的机制 |
| 4.6.2 变形温度及变形速率对动态再结晶微观组织的影响 |
| 4.6.3 初始晶粒尺寸对动态再结晶微观组织的影响 |
| 4.6.4 大变形量厚截面粗晶混晶控制锻造工艺 |
| 4.6.5 动态再结晶微观组织模型的建立 |
| 4.7 小结 |
| 第五章 SA508Gr.4N钢亚动态和静态再结晶规律研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验材料与方法 |
| 5.3 SA508Gr.4N钢亚动态再结晶软化行为 |
| 5.3.1 热变形参数对SA508Gr.4N钢亚动态再结晶流变应力曲线的影响 |
| 5.3.2 热变形参数对SA508Gr.4N钢亚动态再结晶体积分数及晶粒尺寸的影响 |
| 5.4 .亚动态再结晶动力学及晶粒尺寸演化模型 |
| 5.4.1 亚动态再结晶动力学模型 |
| 5.4.2 亚动态再结晶晶粒尺寸模型 |
| 5.5 SA508Gr.4N钢静态再结晶软化行为 |
| 5.5.1 热变形参数对SA508Gr.4N钢静态再结晶流变应力曲线的影响 |
| 5.5.2 热变形参数对SA508Gr.4N钢静态再结晶体积分数及晶粒尺寸的影响 |
| 5.6 静态再结晶动力学及晶粒尺寸演化模型 |
| 5.6.1 静态再结晶动力学模型 |
| 5.6.2 静态再结晶晶粒尺寸模型 |
| 5.7 小结 |
| 第六章 SA508Gr.4N钢锻造过程晶粒细化研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 试验材料及方法 |
| 6.3 道次分配对流变应力的影响 |
| 6.4 道次分配对微观组织的影响 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 SA508Gr.4N钢锻件锻造数值模拟与工艺优化 |
| 7.1 Deform-3D有限元模型的建立 |
| 7.2 模拟方案 |
| 7.2.1 预成形模拟方案 |
| 7.2.2 终成形模拟方案 |
| 7.3 预成形过程模拟结果 |
| 7.3.1 锥形砧角度对应力状态的影响 |
| 7.3.2 锥形砧角度对应变状态的影响 |
| 7.3.3 锥形砧角度对晶粒尺寸的影响 |
| 7.3.4 端面平整过程分析 |
| 7.4 终成形过程上端面及压凸台模拟结果分析模拟 |
| 7.5 预成形1:30 比例件验证试验 |
| 7.5.1 试验方案 |
| 7.5.2 微观组织观察 |
| 7.6 小结 |
| 第八章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 论文创新点 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务及主要成果 |
| 致谢 |
（3）12%Cr钢热变形过程损伤机制及裂纹预测研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景及意义 |
| 1.2 国内外超超临界技术发展 |
| 1.2.1 国外超超临界技术的发展 |
| 1.2.2 国内超超临界技术的发展 |
| 1.3 金属材料热变形行为研究方法 |
| 1.3.1 金属材料热变形的本构模型 |
| 1.3.2 金属材料热变形的软化机制 |
| 1.3.3 转子材料热变形行为研究现状 |
| 1.4 金属热锻裂纹形成机理及预测 |
| 1.4.1 金属热锻裂纹形成机理 |
| 1.4.2 金属热锻开裂研究现状 |
| 1.4.3 韧性断裂准则 |
| 1.5 本论文研究的主要内容及意义 |
| 第二章 实验材料与实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 12%Cr超超临界转子钢热模拟实验方法 |
| 2.2.1 12%Cr超超临界转子钢热压缩变形实验方法 |
| 2.2.2 12%Cr超超临界转子钢热拉伸变形的实验方法 |
| 2.3 12%Cr超超临界转子钢分析方法 |
| 2.3.1 扫描电镜分析(SEM) |
| 2.3.2 透射电镜分析(TEM) |
| 2.4 有限元数值模拟方法 |
| 2.4.1 热拉伸数值模拟 |
| 2.4.2 热压缩数值模拟 |
| 第三章 12%Cr超超临界转子钢高温压缩变形力学行为 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 铸态12%Cr钢热压缩应力应变曲线分析 |
| 3.2.1 不同变形条件下铸态12%Cr钢热压缩应力应变曲线 |
| 3.2.2 热压缩的峰值应力 |
| 3.2.3 动态回复-加工硬化阶段的本构模型 |
| 3.2.4 动态再结晶阶段的本构模型 |
| 3.2.5 本构模型检验 |
| 3.2.6 模型的修正 |
| 3.3 锻态12%Cr钢热压缩应力应变曲线分析 |
| 3.3.1 不同变形条件下锻态12%Cr钢应力应变曲线 |
| 3.3.2 锻态12%Cr超超临界转子钢本构模型的建立 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 12%Cr超超临界转子钢晶粒长大及动静态再结晶行为 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 12%Cr超超临界转子钢晶粒长大行为研究 |
| 4.2.1 加热温度对12%Cr钢晶粒尺寸的影响 |
| 4.2.2 保温时间对奥氏体晶粒尺寸的影响 |
| 4.2.3 奥氏体晶粒长大模型的建立 |
| 4.3 12%Cr超超临界转子钢的动态再结晶研究 |
| 4.3.1 动态再结晶组织分析 |
| 4.3.2 12%Cr钢的动态再结晶动力学模型 |
| 4.3.3 12%Cr钢动态再结晶晶粒尺寸模型的建立 |
| 4.4 12%Cr超超临界转子钢的静态再结晶研究 |
| 4.4.1 12%Cr超超临界转子钢双道次热压缩软化曲线 |
| 4.4.2 不同条件对12%Cr超超临界转子钢静态软化行为的影响规律 |
| 4.4.3 12%Cr超超临界转子钢静态再结晶晶粒尺寸模型的建立 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 12%Cr超超临界转子钢高温拉伸行为与断裂分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 12%Cr钢高温拉伸应力应变曲线 |
| 5.2.1 锻态12%Cr钢高温拉伸应力应变曲线 |
| 5.2.2 铸态12%Cr钢高温拉伸应力应变曲线 |
| 5.3 12%Cr超超临界转子钢高温拉伸显微组织 |
| 5.3.1 拉伸断口组织分析 |
| 5.3.2 拉伸断口截面组织分析 |
| 5.3.3 拉伸断口切片第二相分析 |
| 5.4 12%Cr超超临界转子钢高温拉伸裂纹的萌生与扩展 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 12%Cr超超临界转子钢热变形损伤模型的建立 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 损伤累积准则 |
| 6.3 铸态12%Cr超超临界转子钢热变形损伤模型 |
| 6.3.1 铸态12%Cr超超临界转子钢损伤进程模型的建立 |
| 6.3.2 铸态12%Cr超超临界转子钢损伤演化模型的建立 |
| 6.4 锻态12%Cr超超临界转子钢热变形损伤模型 |
| 6.4.1 锻态12%Cr超超临界转子钢损伤进程模型的建立 |
| 6.4.2 锻态12%Cr超超临界转子钢损伤演化模型的建立 |
| 6.5 12%Cr超超临界转子钢热变形损伤模拟 |
| 6.5.1 热拉伸数值模拟 |
| 6.5.2 热压缩数据模拟验证 |
| 6.5.3 热压缩缩比实验验证 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 研究创新之处 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间所获研究成果 |
（4）基于DEFORM二次开发的SA508Gr.4N钢的热变形宏微观演化行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 核电材料的研究现状 |
| 1.2.2 金属材料本构模型研究 |
| 1.2.3 微观组织模型及其研究现状 |
| 1.2.4 DEFORM模拟软件的二次开发 |
| 1.3 本课题研究意义及研究内容 |
| 1.3.1 研究意义 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.4 课题来源 |
| 第二章 SA508Gr.4N钢的宏观流动应力模型及动态再结晶模型研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SA508Gr.4N钢的宏观流动应力模型研究 |
| 2.2.1 热模拟压缩实验方法 |
| 2.2.2 热模拟压缩实验结果 |
| 2.2.3 SA508Gr.4N钢流动应力模型的建立 |
| 2.3 本构模型的验证 |
| 2.4 动态再结晶模型的建立 |
| 2.4.1 动态再结晶动力学模型 |
| 2.4.2 动态再结晶晶粒尺寸模型 |
| 2.4.3 单道次热压缩实验数值模拟 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于DEFORM软件SA508Gr.4N钢材料库的二次开发 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于DEFORM平台的二次开发 |
| 3.2.1 文件配置 |
| 3.2.2 用户自定义子程序简介 |
| 3.2.3 程序流程图 |
| 3.2.4 流动应力本构模型的编译与运行 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 SA508Gr.4N钢非均匀热压缩实验及数值模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 非均匀热压缩物理实验 |
| 4.2.1 实验设备介绍 |
| 4.2.2 实验方案 |
| 4.2.3 实验过程 |
| 4.3 非均匀热压缩实验结果及分析 |
| 4.3.1 非均匀热压缩试样金相实验 |
| 4.4 非均匀热压缩数值模拟 |
| 4.4.1 热传递阶段模拟结果及分析 |
| 4.4.2 热压缩阶段模拟结果及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 SA508Gr.4N钢大型核电管板锻件锻造过程数值模拟 |
| 5.1 工艺方案 |
| 5.2 几何模型 |
| 5.3 模拟工艺参数 |
| 5.4 大型核电管板锻件数值模拟 |
| 5.4.1 WHF法拔长模拟 |
| 5.4.2 平锤头展宽模拟 |
| 5.4.3 管板全流程模拟 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（5）大型盲孔及半盲孔件自由锻方法分析及成形工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 大型空心锻件生产工艺的研究现状 |
| 1.2.1 大型空心锻件成形工艺研究 |
| 1.2.2 大锻件开坯及热处理工艺研究 |
| 1.3 课题意义及主要研究内容 |
| 1.3.1 选题意义 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第二章 大型盲孔及半盲孔件锻造方法分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 盲孔及半盲孔件分类及成形方法 |
| 2.2.1 盲孔及半盲孔件定义 |
| 2.2.2 盲孔及半盲孔件成形方法 |
| 2.3 各类成形方法适用范围及成形特点 |
| 2.3.1 冲拔成形法适用范围及特点 |
| 2.3.2 胎模锻成形法适用范围及特点 |
| 2.3.3 反挤成形法适用范围及特点 |
| 2.3.4 变径马杠扩孔成形法适用范围及特点 |
| 2.3.5 芯棒收孔成形法适用范围及特点 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 大型深盲孔类锻件冲拔成形工艺研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 大型深盲孔件冲拔工艺有限元分析建模 |
| 3.2.1 FORGE有限元软件介绍 |
| 3.2.2 盲孔件冲拔成形有限元模拟模型的建立 |
| 3.3 等径深盲孔筒形件冲拔工艺研究 |
| 3.3.1 冲孔工序模拟及实验研究 |
| 3.3.2 工艺参数对盲孔芯轴拔长变形的影响 |
| 3.3.3 多道次冲拔成形过程模拟 |
| 3.3.4 多道次冲拔成形过程缩比实验 |
| 3.3.5 冲拔工艺成形质量分析 |
| 3.3.6 等径深盲孔筒形件生产工艺流程设计 |
| 3.4 变径深盲孔轴类件冲拔成形工艺研究 |
| 3.4.1 工艺参数对变径盲孔冲拔成形的影响 |
| 3.4.2 变径盲孔轴类件冲拔成形质量分析 |
| 3.4.3 变径深盲孔轴类件冲拔成形工艺流程设计 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 大型半盲孔类锻件成形工艺研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 大型半盲孔类锻件成形方法 |
| 4.2.1 变径马杠扩孔成形工艺 |
| 4.2.2 变径芯轴收孔成形工艺 |
| 4.3 变径马杠扩孔成形有限元分析建模与模拟 |
| 4.3.1 变径马杠扩孔成形有限元分析建模 |
| 4.3.2 变径马杠扩孔成形工艺的改进 |
| 4.3.3 变径马杠扩孔单步下压变形模拟分析 |
| 4.4 工艺参数对变径马杠扩孔成形的影响 |
| 4.4.1 下压量对扩孔成形的影响 |
| 4.4.2 旋转角度对扩孔成形的影响 |
| 4.4.3 坯料壁厚对凸缘成形尺寸的影响 |
| 4.4.4 凸缘轴向宽度对凸缘成形尺寸的影响 |
| 4.5 变径马杠扩孔成形工艺流程的确定 |
| 4.6 变径芯轴收孔成形有限元分析建模与模拟 |
| 4.6.1 变径芯轴收孔成形有限元分析建模 |
| 4.6.2 变径芯轴收孔单步下压变形分析 |
| 4.7 工艺参数对变径芯轴收孔成形的影响 |
| 4.7.1 下压量对收孔成形质量影响 |
| 4.7.2 旋转角度对收孔工艺成形的影响 |
| 4.7.3 坯料外缘过渡结构对收孔成形的影响 |
| 4.7.4 芯棒过渡结构对收孔成形的影响 |
| 4.7.5 拔长制坯形状对收孔成形的影响 |
| 4.8 变径芯棒收孔拔长成形全过程缩比实验 |
| 4.9 变径芯棒收孔成形工艺流程的确定 |
| 4.10 本章小结 |
| 第五章 大型盲孔类锻件胎模锻成形工艺研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 浅盲孔锻件整体反挤成形工艺研究 |
| 5.2.1 工艺流程及存在问题 |
| 5.2.2 整体胎模反挤分析建模 |
| 5.2.3 整体胎模反挤成形模拟 |
| 5.2.4 浅盲孔碗类锻件制坯工艺 |
| 5.3 组合冲头反挤成形方法 |
| 5.3.1 组合冲头反挤成形方法 |
| 5.3.2 工作带冲头反挤成形方法 |
| 5.4 大小冲头顺次反挤成形方法 |
| 5.5 深盲孔轴类锻件胎模锻工艺研究 |
| 5.5.1 锻件结构分析及成形工序流程 |
| 5.5.2 制坯方案及其成形质量对比 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（6）考虑应变的软磁材料磁感应强度预测模型构建及其在汽车爪极热锻件中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 软磁材料的磁化机理 |
| 1.3 软磁材料的磁性能参数 |
| 1.4 塑性变形工艺对材料磁性能的影响 |
| 1.5 爪极精密成形工艺分析 |
| 1.6 课题主要研究内容 |
| 第二章 软磁材料高温流动应力模型的建立 |
| 2.1 流动应力模型简介 |
| 2.1.1 流动应力模型分类 |
| 2.1.2 传统高温流动应力模型 |
| 2.2 正弦形式流动应力模型的构建 |
| 2.2.1 试验材料与试验方案 |
| 2.2.2 材料试验结果分析 |
| 2.2.3 应力与应变关系 |
| 2.3 流动应力模型参数的确定 |
| 2.3.1 调整因子的确定 |
| 2.3.2 材料参数的计算 |
| 2.3.3 多项式系数的计算 |
| 2.4 流动应力模型的验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 软磁材料磁感应强度预测模型的构建 |
| 3.1 软磁材料磁性能测试平台的搭建 |
| 3.1.1 测试方法的选择 |
| 3.1.2 测试装置的搭建 |
| 3.1.3 测试试样的准备 |
| 3.1.4 测试系统的稳定性 |
| 3.2 热锻变形对软磁材料磁性能的影响规律研究 |
| 3.2.1 常温下应变量对磁性能的影响 |
| 3.2.2 热锻条件下应变量对磁性能的影响 |
| 3.2.3 热锻条件下变形温度对磁性能的影响 |
| 3.3 基于应变和温度的磁感应强度预测模型构建 |
| 3.3.1 热锻后磁感应强度预测模型的建立 |
| 3.3.2 磁感应强度预测模型的参数确定 |
| 3.3.3 磁感应强度预测模型的验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 爪极热锻件磁感应强度的模拟预测 |
| 4.1 刚粘塑性有限元计算方法 |
| 4.2 流动应力模型的输入 |
| 4.3 磁感应强度预测模型的输入 |
| 4.4 爪极热锻后磁感应强度的预测 |
| 4.4.1 数值模拟方案 |
| 4.4.2 数值模拟结果 |
| 4.4.3 物理实验验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文和成果 |
（7）42CrMo钢偏航轴承套圈精车裂纹产生的原因分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 常规偏航轴承套圈用钢 |
| 1.3 42CrMo钢的热处理工艺及其组织和性能 |
| 1.4 轴承套圈裂纹产生的原因及其预防措施 |
| 1.4.1 连铸钢原材料缺陷引起的裂纹及其预防措施 |
| 1.4.2 锻造缺陷引起的裂纹及其预防 |
| 1.4.3 调质处理过程中的淬火应力及产生的裂纹 |
| 1.5 本文的研究背景与内容 |
| 第二章 42CrMo钢偏航轴承套圈的生产过程及工艺参数 |
| 2.1 原材料 |
| 2.1.1 化学成分 |
| 2.1.2 低倍组织 |
| 2.1.3 非金属夹杂物 |
| 2.1.4 表面质量 |
| 2.1.5 尺寸要求 |
| 2.2 锻造生产设备及工艺流程 |
| 2.2.1 下料设备及工艺 |
| 2.2.2 锻造坯料加热设备及工艺 |
| 2.3 车加工生产设备及工艺流程 |
| 2.4 热处理生产设备及工艺流程 |
| 2.4.1 淬火工艺的确定 |
| 2.4.2 回火工艺的确定 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 42CrMo钢偏航轴承套圈裂纹产生原因分析方法 |
| 3.1 分析方法 |
| 3.1.1 宏观位置及低倍分析 |
| 3.1.2 化学成分分析 |
| 3.1.3 微观分析 |
| 3.1.3.1 微观检测试样的制备 |
| 3.1.3.2 非金属夹杂物分析 |
| 3.1.3.3 金相组织分析 |
| 3.1.3.4 晶粒度检验 |
| 3.2 性能检验 |
| 3.2.1 力学性能检验 |
| 3.2.2 裂纹件硬度分布检验 |
| 3.3 断口形貌和裂纹形貌观察 |
| 3.4 42CrMo钢偏航轴承套圈实际淬火过程的系统观察 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 42CrMo钢偏航轴承套圈裂纹产生原因分析 |
| 4.1 试样的检测与分析 |
| 4.1.1 裂纹位置 |
| 4.1.2 裂纹形貌 |
| 4.1.3 裂纹件的化学成分 |
| 4.1.4 非金属夹杂物 |
| 4.1.5 金相组织 |
| 4.1.6 裂纹件的力学性能 |
| 4.1.7 裂纹件的硬度分布 |
| 4.1.8 裂纹件的化学成分分布 |
| 4.2 42CrMo钢偏航轴承套圈实际淬火过程的系统观察 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 偏航轴承套圈制坯过程中金属流向的模拟研究 |
| 5.1 DEFORM-3D软件简介 |
| 5.2 模型的建立与边界条件的设定 |
| 5.2.1 模型的建立 |
| 5.2.2 边界条件的设定 |
| 5.2.3 热交换条件的设定 |
| 5.2.4 摩擦条件的设定 |
| 5.2.5 模具运动的设定 |
| 5.2.6 轴承套圈材料的设定 |
| 5.2.7 其它过程的设定 |
| 5.3 原材料中心疏松区域制坯中的金属流向分析 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 结论与预防措施 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）面向大型航空构件形/性控制的局部控流和模具控温模锻工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 国内外大型航空构件生产及研究现状 |
| 1.2.1 大型航空构件的成形工艺 |
| 1.2.2 国内外大型航空构件模锻研究现状 |
| 1.3 金属塑性成形过程微观组织研究现状 |
| 1.4 课题来源、研究目的和意义 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 2 起落架外筒锻件成形工艺方案设计 |
| 2.1 结构分析 |
| 2.2 成形工艺方案分析 |
| 2.3 工艺方案设计流程 |
| 2.3.1 确定锻件的主要参数 |
| 2.3.2 确定飞边槽的型式 |
| 2.3.3 预锻件设计 |
| 2.3.4 毛坯设计 |
| 2.3.5 计算坯料总体积 |
| 2.3.6 计算拔长次数 |
| 2.3.7 计算镦粗次数 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于调控飞边厚度的控流成形工艺模拟研究 |
| 3.1 基于常规飞边尺寸的模拟结果分析 |
| 3.2 局部调控飞边的控流方法 |
| 3.3 基于主应力法的局部飞边厚度计算 |
| 3.4 数值模拟结果分析及讨论 |
| 3.4.1 外筒锻件模锻全流程模拟结果 |
| 3.4.2 镦粗过程分析 |
| 3.4.3 拔长过程分析 |
| 3.4.4 拍扁过程分析 |
| 3.4.5 预锻过程分析 |
| 3.4.6 终锻过程分析 |
| 3.5 终锻微观组织模拟结果分析 |
| 3.6 局部控流实验验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 基于调控模具温度的微观组织优化模拟研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 人工神经网络与遗传算法相结合研究现状 |
| 4.3 BP神经网络建模 |
| 4.3.1 BP神经网络介绍 |
| 4.3.2 BP神经网络结构设计 |
| 4.3.3 正交试验设计 |
| 4.3.4 BP神经网络模型的训练和预测结果 |
| 4.4 遗传算法优化 |
| 4.4.1 遗传算法介绍 |
| 4.4.2 遗传算法优化流程 |
| 4.5 遗传算法与BP神经网络相结合的优化结果 |
| 4.6 模拟验证 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 凸起部位特征锻件成形实验验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验设备、原理与模具设计 |
| 5.3 实验过程 |
| 5.4 实验结果及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 6.3 本文创新点 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间发表论文 |
（9）超大型锻件热锻表面开裂及组织演变研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 大型锻件研究进展 |
| 1.3 大型锻件常见缺陷 |
| 1.3.1 冶金缺陷 |
| 1.3.2 热加工缺陷 |
| 1.4 显微组织分析手段 |
| 1.4.1 光学显微镜分析 |
| 1.4.2 扫描电子显微镜分析 |
| 1.4.3 透射电子显微镜分析 |
| 1.4.4 高分辨透射电子显微术分析 |
| 1.4.5 原子力显微镜分析 |
| 1.5 数值模拟技术简介 |
| 1.5.1 数值模拟技术应用原理 |
| 1.5.2 数值模拟常用软件 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第2章 试验材料与方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 连续冷却变形物理模拟 |
| 2.2.1 Gleeble热拉伸试验 |
| 2.2.2 Gleeble热压缩试验 |
| 2.3 极低应变速率物理模拟 |
| 2.3.1 Gleeble热压缩试验 |
| 2.3.2 热拉伸试验 |
| 2.4 显微组织观察 |
| 2.4.1 SEM分析 |
| 2.4.2 EBSD分析 |
| 2.4.3 TEM分析 |
| 2.5 连续变形过程数值模拟 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 连续冷却条件下热锻表面开裂 |
| 3.1 连续冷却条件下拉伸开裂行为 |
| 3.1.1 拉伸流变曲线 |
| 3.1.2 断面收缩率 |
| 3.1.3 裂纹形貌 |
| 3.2 连续冷却条件下压缩开裂行为 |
| 3.3 连续冷却条件下再结晶行为 |
| 3.4 连续冷却条件下热锻表面开裂机理 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 极低应变速率下热锻表面开裂 |
| 4.1 高温变形显微组织 |
| 4.1.1 1050℃变形显微组织 |
| 4.1.2 1150℃变形显微组织 |
| 4.2 极低应变速率条件下表面开裂行为 |
| 4.3 极低应变率条件下再结晶机制 |
| 4.4 极低应变速率条件下热锻表面开裂机理 |
| 4.5 超大型锻件锻造开裂预防措施 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 超大型锻件连续冷却变形数值模拟 |
| 5.1 有限元模型建立 |
| 5.2 连续冷却变形时温度场变化 |
| 5.3 连续冷却变形对损伤的影响 |
| 5.4 连续冷却变形对等效应变的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（10）AZ80镁合金旋转挤压成形中内部空洞型缺陷演化规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1. 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 镁合金塑性加工 |
| 1.2.1 典型塑性变形 |
| 1.2.2 剧烈塑性变形 |
| 1.3 旋转挤压工艺 |
| 1.4 空洞型缺陷的研究进展 |
| 1.4.1 空洞演化的理论研究 |
| 1.4.2 空洞闭合判据的研究进展 |
| 1.4.3 空洞闭合的数值模拟研究 |
| 1.5 课题研究意义及内容 |
| 1.5.1 课题研究意义 |
| 1.5.2 课题研究内容 |
| 2. 旋转挤压成形工艺及数值模拟 |
| 2.1 旋转挤压成形工艺 |
| 2.2 旋转挤压成形原理 |
| 2.3 旋转挤压有限元模型建立 |
| 2.3.1 几何模型及网格划分 |
| 2.3.2 材料模型 |
| 2.3.3 模拟参数 |
| 2.4 本章小节 |
| 3. 空洞演化的数值模拟 |
| 3.1 体胞法的提出 |
| 3.2 实验方案设计 |
| 3.2.1 内在因素实验设计 |
| 3.2.2 外在因素实验设计 |
| 3.3 模拟结果分析 |
| 3.3.1 空洞的闭合过程 |
| 3.3.2 内在因素对空洞演化的影响 |
| 3.3.3 外在因素对空洞演化的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4. 基于损伤力学的空洞演化模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 宏观力学场对空洞演化的一般影响 |
| 4.2.1 基体材料的力学基本方程 |
| 4.2.2 空洞型损伤分析方法 |
| 4.2.3 空洞演化与宏观力学场的一般关系 |
| 4.3 空洞演化模型的提出 |
| 4.3.1 AZ80镁合金旋转挤压成形中的空洞演化模型 |
| 4.3.2 力学状态对空洞闭合的具体影响 |
| 4.4 本章小节 |
| 5. 空洞演化的实验验证 |
| 5.1 实验条件 |
| 5.1.1 实验材料的制备 |
| 5.1.2 实验设备 |
| 5.1.3 物理实验方案 |
| 5.2 物理实验和数值模拟结果的对比 |
| 5.2.1 空洞闭合过程的对比 |
| 5.2.2 结果对比分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
四、45~#钢锻件热镦粗过程晶粒尺寸模拟（论文参考文献）
- [1]热作模具钢5CrNiMoV（Nb）热变形行为及组织性能研究[D]. 胡志强. 北京科技大学, 2021(08)
- [2]SA508Gr.4N钢大锻件锻造过程组织演变与工艺优化[D]. 乔士宾. 钢铁研究总院, 2021(01)
- [3]12%Cr钢热变形过程损伤机制及裂纹预测研究[D]. 张学忠. 太原科技大学, 2021(01)
- [4]基于DEFORM二次开发的SA508Gr.4N钢的热变形宏微观演化行为研究[D]. 曾志钦. 华南理工大学, 2020
- [5]大型盲孔及半盲孔件自由锻方法分析及成形工艺研究[D]. 田晨晟. 山东大学, 2020(11)
- [6]考虑应变的软磁材料磁感应强度预测模型构建及其在汽车爪极热锻件中的应用研究[D]. 曾凡. 上海交通大学, 2019(06)
- [7]42CrMo钢偏航轴承套圈精车裂纹产生的原因分析[D]. 赵小囡. 大连交通大学, 2019(08)
- [8]面向大型航空构件形/性控制的局部控流和模具控温模锻工艺研究[D]. 姜静. 华中科技大学, 2019(01)
- [9]超大型锻件热锻表面开裂及组织演变研究[D]. 薛洪鹏. 燕山大学, 2019(03)
- [10]AZ80镁合金旋转挤压成形中内部空洞型缺陷演化规律研究[D]. 房庆龄. 中北大学, 2019(05)