【摘要】：隨著航空航天等高端制造業(yè)的發(fā)展,對機(jī)械產(chǎn)品的要求越來越苛刻,不僅要“成形”還要“控性”。GH4698鎳基高溫合金由于卓越的機(jī)械性能和使用性能,在航空航天等高端制造業(yè)得到廣泛的應(yīng)用,例如用來制造導(dǎo)向葉片、渦輪葉片等。然而此合金的合金化程度比較高、變形困難以及航空零件幾何結(jié)構(gòu)復(fù)雜,變形極不均勻,在成形過程中實現(xiàn)“成形”和“控性”是個很難攻克的問題。因此,研究GH4698鎳基高溫合金的熱變形行為和微觀組織演化規(guī)律,對提高航空產(chǎn)品的機(jī)械性能和使用性能具有重大的指導(dǎo)意義。本文基于位錯密度模型和再結(jié)晶動力學(xué)模型,并以GH4698鎳基高溫合金是否發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶為節(jié)點,建立了包含加工硬化-動態(tài)回復(fù)階段和動態(tài)再結(jié)晶階段的一個兩段式本構(gòu)模型,并對建立的本構(gòu)模型進(jìn)行誤差分析,結(jié)果相關(guān)系數(shù)(R)是0.986,絕對平均誤差(AARE)僅有4.5%,表明所建立的兩段式本構(gòu)模型有較好的預(yù)測精度,可以用來表征GH4698鎳基高溫合金在不同熱變形條件下的力學(xué)行為。并研究熱變形過程此合金的微觀組織演變行為,揭示此合金的變形工藝參數(shù)與微觀組織演變之間的關(guān)系,建立動態(tài)再結(jié)晶動力學(xué)模型和再結(jié)晶晶粒尺寸模型。在有限元的基礎(chǔ)上,嵌入建立的本構(gòu)模型和微觀組織演變模型,搭建此合金熱-力-微觀組織耦合數(shù)值模擬平臺,并預(yù)測此合金熱塑性變形過程中的微觀組織演變規(guī)律,揭示變形溫度和應(yīng)變速率對再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)、再結(jié)晶晶粒尺寸、平均晶粒尺寸的影響機(jī)理。并通過對比熱壓縮動態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸實驗值與模擬值,發(fā)現(xiàn)實驗值與模擬值具有較好的相關(guān)性,誤差都分布在±15%誤差線內(nèi),表明采用數(shù)值模擬這種方法進(jìn)行微觀組織演變模擬的可行性,為新產(chǎn)品的工藝開發(fā)和優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)�；谠詣訖C(jī)法來研究熱壓縮過程動態(tài)再結(jié)晶組織演變規(guī)律,研究變形溫度、應(yīng)變速率和應(yīng)變對動態(tài)再結(jié)晶組織演變的影響,結(jié)果表明晶粒尺寸大于80μm的晶粒百分比隨著應(yīng)變的增加逐漸減小,隨著變形溫度的升高而逐漸減小,隨著應(yīng)變速率的增加而逐漸增加;晶粒尺寸小于20μm的晶粒百分比隨著變形溫度的升高而逐漸減小,隨著應(yīng)變速率的增加而逐漸增加;晶粒尺寸在20~80μm區(qū)間的晶粒百分比隨著變形溫度的升高而逐漸增加,隨著應(yīng)變速率的增加而逐漸減小。通過元胞自動機(jī)模擬揭示工藝參數(shù)與晶粒演變之間的關(guān)系,對提高產(chǎn)品機(jī)械性能有重要的作用。
【圖文】：

圖 1-1 本構(gòu)模型預(yù)測結(jié)果[20]]在 Johnson-Cook 模型基礎(chǔ)上利用體積分?jǐn)?shù)對流變模型。Ren 等人[22]建立了彈粘塑性本構(gòu)模型，并學(xué)性能實驗系統(tǒng)，，并和實驗對比證明了彈粘塑性[23]提出了一種考慮晶間失效時納米晶材料的多尺

圖 1-2 本構(gòu)模型預(yù)測結(jié)果[29]]建立了應(yīng)變硬化和動態(tài)回復(fù)行為引起的位錯密度本構(gòu)模型預(yù)測結(jié)果，該模型可以定量地描述流動應(yīng)硬化和軟化行為是由 Kocks Mecking 型圖進(jìn)行了詳模型能夠有效地模擬 5754 鋁合金的流動行為。V
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG132.3

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 陳飛;崔振山;董定乾;;微觀組織演變元胞自動機(jī)模擬研究進(jìn)展[J];機(jī)械工程學(xué)報;2015年04期

2 WU Chuan;YANG He;LI HongWei;;Modeling of static coarsening of two-phase titanium alloy in the α+β two-phase region at different temperature by a cellular automata method[J];Chinese Science Bulletin;2013年24期

3 王會陽;安云岐;李承宇;晁兵;倪雅;劉國彬;李萍;;鎳基高溫合金材料的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報;2011年S2期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 張弘斌;GH99高溫合金高溫變形行為及組織演化規(guī)律研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 朱強(qiáng);GH4698鎳基合金高溫低周疲勞行為及斷裂機(jī)理[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

2 景陽端;GH4698渦輪盤等溫鍛造過程中晶粒演化行為及其數(shù)值模擬[D];燕山大學(xué);2016年

3 胡超;GH4698鎳基高溫合金熱塑性變形行為研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

4 吳舒婷;20CrMnTiH鋼高溫塑性變形行為及微觀組織的研究[D];武漢理工大學(xué);2015年

5 汪杰;新型噴射成形鎳基高溫合金熱變形行為研究[D];西南交通大學(xué);2014年

6 陳文豪;鎳基高溫合金渦輪盤成形工藝的數(shù)值模擬分析[D];南京航空航天大學(xué);2014年

本文編號：2647641