本文關鍵詞：IN690高溫合金管材熱擠壓工藝及組織演變規(guī)律研究　出處：《沈陽理工大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： IN690高溫合金 管材擠壓 元胞自動機 動態(tài)再結晶 晶粒尺寸 數(shù)值模擬

【摘要】：高溫合金Inconel690(IN690)具有優(yōu)異的抗腐蝕開裂能力、高強度、良好的冶金穩(wěn)定性和優(yōu)良的加工特性等優(yōu)點,廣泛應用于蒸汽發(fā)動機、壓水反應堆中。本文采用DEFORM-3D模擬軟件、元胞自動機法(CA法)以及先進實驗測試方法等對高溫合金IN690管材擠壓變形過程進行研究。主要研究成果與結論如下:(1)通過有限元分析軟件DEFORM-3D中的模具應力分析模塊,研究了不同擠壓工藝參數(shù)下擠壓模具的溫度場和應力場。降低坯料溫度,增大速度,減小摩擦系數(shù),模具最終溫度降低;升高坯料溫度,增大擠壓速度,減小摩擦系數(shù)和擠壓比,模具最大主應力值減小;(2)利用DEFORM-3D對高溫合金IN690管材進行多場耦合模擬,分析了不同參數(shù)下管材的溫度場、應力場、應變場和擠壓力的分布規(guī)律。得到了不同擠壓工藝參數(shù)對擠壓變形過程的影響規(guī)律;(3)對高溫合金IN690管材擠壓時的動態(tài)再結晶進行了模擬研究,獲得了不同擠壓工藝條件下動態(tài)再結晶與平均晶粒尺寸的變化規(guī)律,即:升高管坯溫度,完全動態(tài)再結晶區(qū)域變大,平均晶粒尺寸變大;升高擠壓速度,完全動態(tài)再結晶區(qū)域變大,但相差不大,平均晶粒尺寸減小;增大擠壓比,完全動態(tài)再結晶區(qū)域變大,平均晶粒尺寸減小;管材壁厚方向上由內(nèi)壁向外平均晶粒尺寸呈現(xiàn)先增大后減小的規(guī)律;(4)采用元胞自動機(CA)方法對高溫合金IN690管材擠壓變形過程中動態(tài)再結晶組織演變規(guī)律進行了數(shù)值模擬研究。確定了位錯密度模型、回復模型、形核模型、晶粒長大模型等。分析了擠壓變形過程中動態(tài)再結晶的過程,得到了變形過程中的晶粒形態(tài)、分布、取向和尺寸;(5)完成了高溫合金IN690管材擠壓實驗,分析了管材組織性能。模擬結果與實驗結果相吻合,平均晶粒尺寸的數(shù)值模擬結果與實驗結果的相對誤差小于15.97%。
[Abstract]:High temperature alloy Inconel690 (IN690) has excellent anti cracking ability, high strength, good metallurgical stability and excellent processing characteristics, widely used in steam engines, in a pressurized water reactor. This paper uses the DEFORM-3D simulation software, cellular automaton method (CA method) and the advanced experimental testing method of extrusion deformation the process of high temperature alloy IN690 tubing. The main research results and conclusions are as follows: (1) through the die in the finite element analysis software DEFORM-3D stress analysis module of extrusion die with temperature field and stress field of different extrusion parameters. To reduce the billet temperature, increase speed, reduce the friction coefficient, the final mold temperature decrease increased; the billet temperature, increase of extrusion speed, friction coefficient and extrusion ratio, the maximum principal stress value of mold decreases; (2) using DEFORM-3D high temperature alloy IN690 pipe coupling Simulation analysis of temperature field under different parameters of material, stress field, strain field distribution of extrusion pressure and the different extrusion. Influences of process parameters on the extrusion process; (3) on the dynamic IN690 alloy tube extrusion during recrystallization were simulated research, obtained recrystallization change the law, and the average grain size of the different dynamic extrusion process conditions: the increase of billet temperature, fully dynamic recrystallization zone becomes larger, the average grain size increases; extrusion speed, fully dynamic recrystallization zone becomes larger, but the difference is not large, the average grain size decreases; the increase of extrusion ratio, completely dynamic recrystallization area becomes larger, the average grain size decreases; tube wall thickness direction from the inner wall to the outside the average grain size increases first and then decreases; (4) using cellular automaton (CA) method for IN690 alloy tube extrusion deformation The dynamic recrystallization evolution process was simulated. The dislocation density model, response model, nucleation model, grain growth model. The deformation dynamic recrystallization in the process of analysis, the grain shape, the deformation process of the distribution, size and orientation; (5) completed IN690 high temperature alloy tube extrusion experiment, microstructure properties were analyzed. The simulation results agree well with the experimental results, the relative error of numerical simulation results with experimental results the average grain size of less than 15.97%.

【學位授予單位】：沈陽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG376.2;TG132.3

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