發(fā)布時間：2017-09-04 22:42

  本文關(guān)鍵詞：基于微觀組織預(yù)測的TC4葉片精鍛過程數(shù)值模擬

  更多相關(guān)文章： TC4合金 葉片 數(shù)值模擬 工藝參數(shù) 微觀組織

【摘要】：葉片作為航空發(fā)動機上的關(guān)鍵零件,對它的組織及性能要求特別高,組織決定性能,因此控制好材料的微觀組織尤為重要。本文以TC4合金葉片為研究對象,對DEFORM模擬軟件的子程序功能進(jìn)行擴展,在此基礎(chǔ)上運用DEFORM軟件對TC4合金的微觀組織進(jìn)行預(yù)測,并對葉片的精鍛過程進(jìn)行數(shù)值模擬,通過模擬結(jié)果分析得到對實際生產(chǎn)有指導(dǎo)意義的工藝參數(shù)。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)首先對TC4合金進(jìn)行熱模擬壓縮實驗,通過實驗得到變形溫度分別為890℃,910℃,930℃,950℃,970℃,應(yīng)變速率分別為0.1s-1,1s-1,10s-1,50s-1,80s-1,變形量分別為10%、50%和80%下的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)及對應(yīng)曲線,為建立TC4合金微觀組織模型提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。(2)對熱模擬壓縮實驗后的TC4合金試樣進(jìn)行金相實驗,通過實驗得到不同的變形溫度、變形速率及變形程度對晶粒尺寸的影響并分析其中原因,為微觀組織模型的建立提供一定的數(shù)據(jù),也為下文TC4合金微觀組織數(shù)值模擬提供對比實驗依據(jù)。(3)通過實驗數(shù)據(jù)建立微觀組織模型,再將模型嵌入到DEFORM軟件中,對其的微觀組織子程序進(jìn)行擴展,并對圓柱進(jìn)行鐓粗模擬,將熱模擬壓縮試驗和模擬結(jié)果的對比可知,兩者的誤差不超過9.6%,因此所建立的微觀組織模型是可以預(yù)測TC4鈦合金的微觀組織的。(4)針對不同的工藝參數(shù),對TC4合金葉片在制坯—預(yù)鍛—終鍛各個工步下的微觀組織進(jìn)行了數(shù)值模擬,通過模擬結(jié)果分析,得到了葉片微觀組織的演化規(guī)律,為工藝參數(shù)的合理化選擇充當(dāng)依據(jù),并得出TC4葉片的成形的工藝參數(shù)分別如下:制坯溫度選擇950℃,預(yù)鍛溫度選擇930℃,終鍛溫度選擇910℃;變形速率選擇20mm/s;摩擦系數(shù)選擇0.1較為合理。
【關(guān)鍵詞】：TC4合金 葉片 數(shù)值模擬 工藝參數(shù) 微觀組織
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V263;TG316
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 引言12
• 1.2 鈦合金簡述12-15
• 1.2.1 鈦合金的基本特性及應(yīng)用12-13
• 1.2.2 鈦合金的分類13-14
• 1.2.3 TC4鈦合金及微觀組織14-15
• 1.3 葉片鍛造成形技術(shù)15-16
• 1.4 數(shù)值模擬在鍛造過程中的應(yīng)用及研究現(xiàn)狀16-18
• 1.5 課題研究背景及意義18-19
• 1.6 本文的主要研究內(nèi)容19-20
• 第2章 TC4鈦合金的高溫變形實驗研究20-27
• 2.1 引言20
• 2.2 熱模擬壓縮實驗20-22
• 2.2.1 實驗材料20-21
• 2.2.2 實驗方案21
• 2.2.3 實驗設(shè)備21-22
• 2.3 熱模擬壓縮試驗結(jié)果22-25
• 2.3.1 實驗得到的應(yīng)力應(yīng)變曲線22-24
• 2.3.2 摩擦修正后的流變應(yīng)力曲線24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-27
• 第3章 TC4鈦合金高溫變形的微觀組織模型的建立27-38
• 3.1 引言27
• 3.2 變形工藝參數(shù)對微觀組織的影響27-32
• 3.2.1 金相實驗27-28
• 3.2.2 應(yīng)變速率對微觀組織的影響28-29
• 3.2.3 變形溫度對微觀組織的影響29-31
• 3.2.4 變形程度對微觀組織的影響31-32
• 3.3 TC4鈦合金微觀組織模型建立32-36
• 3.5 本章小結(jié)36-38
• 第4章 基于DEFORM的微觀組織模擬功能的擴展38-45
• 4.1 引言38
• 4.2 DEFORM-3D子程序的擴展38-40
• 4.3 DEFORM-3D子程序擴展的可靠性驗證40-43
• 4.3.1 有限元模型40
• 4.3.2 設(shè)定工藝參數(shù)40
• 4.3.3 模擬結(jié)果及分析40-42
• 4.3.4 模擬結(jié)果的驗證42-43
• 4.4 本章小結(jié)43-45
• 第5章 葉片制坯過程微觀組織模擬45-59
• 5.1 引言45
• 5.2 有限元模型45
• 5.3 擠桿過程模擬方案的制定45-46
• 5.4 擠桿過程模擬結(jié)果及分析46-51
• 5.4.1 變形溫度對微觀組織的影響46-48
• 5.4.2 上模下壓速率對微觀組織的影響48-49
• 5.4.3 摩擦因子對微觀組織的影響49-51
• 5.5 鐓頭過程模擬方案的制定51
• 5.6 鐓頭過程模擬結(jié)果及分析51-57
• 5.6.1 變形溫度對微觀組織的影響51-54
• 5.6.2 上模下壓速率對微觀組織的影響54-56
• 5.6.3 摩擦因子對微觀組織的影響56-57
• 5.7 本章小結(jié)57-59
• 第6章 葉片預(yù)鍛及終鍛過程微觀組織模擬59-78
• 6.1 引言59
• 6.2 有限元模型59
• 6.3 預(yù)鍛模擬方案的制定59-60
• 6.4 葉片預(yù)鍛模擬結(jié)果及分析60-66
• 6.4.1 變形溫度對葉片預(yù)鍛過程微觀組織的影響60-62
• 6.4.2 上模下壓速率對葉片預(yù)鍛過程微觀組織的影響62-64
• 6.4.3 摩擦因子對葉片預(yù)鍛過程微觀組織的影響64-66
• 6.5 終鍛模擬方案的制定66-67
• 6.6 葉片終鍛過程模擬結(jié)果及分析67-75
• 6.6.1 變形溫度對葉片終鍛過程微觀組織的影響67-70
• 6.6.2 上模下壓速率對葉片終鍛過程微觀組織的影響70-73
• 6.6.3 摩擦因子對葉片終鍛過程微觀組織的影響73-75
• 6.7 本章小結(jié)75-78
• 結(jié)論78-80
• 參考文獻(xiàn)80-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果86-87
• 致謝87-88

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：794293