本文關(guān)鍵詞：支承輥材料Cr5鋼的熱變形行為及微觀組織仿真技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： Cr5鋼 Hansel-Spittel模型 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型 微觀組織演變 數(shù)值模擬

【摘要】：支承輥是軋鋼設(shè)備的核心部件,由于其工作環(huán)境惡劣,一般體積較大,重量較重,對(duì)其質(zhì)量要求也較高,是大型鍛件的典型代表。支承輥一般情況下都是小批量甚至是單件生產(chǎn),鍛件質(zhì)量大,消耗資源多,生產(chǎn)成本高,不允許出現(xiàn)鍛造失敗。顯然傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)主義和試錯(cuò)方法已不能滿足現(xiàn)代的鍛造需求。因此,研究支承輥材料的熱變形特性,建立相關(guān)的模型,運(yùn)用數(shù)值模擬技術(shù),對(duì)支承輥鍛造過程的形狀變化和微觀組織演化進(jìn)行模擬,從而優(yōu)化鍛造工藝,可以代替部分實(shí)際鍛造試驗(yàn),縮短產(chǎn)品周期,降低生產(chǎn)費(fèi)用,是研究大鍛件材料變形特性、實(shí)現(xiàn)控形控性最有力的手段。本文選取支承輥用材料Cr5鋼為研究對(duì)象,通過熱模擬試驗(yàn)和金相試驗(yàn)獲得大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù),并以此為依據(jù),建立該種材料的熱變形流動(dòng)應(yīng)力模型和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型。在Gleeble-1500D熱模擬試驗(yàn)機(jī)上對(duì)Cr5試樣進(jìn)行壓縮,得到的流變應(yīng)力曲線具有典型動(dòng)態(tài)再結(jié)晶特征。基于Hansel-Spittel模型建立該材料的流動(dòng)應(yīng)力模型,通過與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)該模型能很好的描述Cr5鋼的流變應(yīng)力特征。基于動(dòng)態(tài)材料模型,建立反映Cr5鋼可加工性能的熱加工圖,通過分析合理制定熱加工工藝參數(shù)。運(yùn)用加工硬化率的方法,建立Cr5鋼的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶臨界應(yīng)變模型。通過流變應(yīng)力曲線和定量金相試驗(yàn),建立Cr5鋼的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)模型和晶粒尺寸模型。將上述模型導(dǎo)入FORGE軟件對(duì)Cr5鋼的熱壓縮過程進(jìn)行模擬,其結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好,表明可以用上述模型來模擬Cr5鋼熱變形過程的微觀組織演化,并用FORGE-3D對(duì)支承輥鍛造過程的宏微觀變化進(jìn)行了模擬仿真。
【關(guān)鍵詞】：Cr5鋼 Hansel-Spittel模型 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型 微觀組織演變 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG142.1;TG333
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-8
• 第1章 緒論8-13
• 1.1 引言8-9
• 1.2 大型鍛件發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.3 塑性成形數(shù)值模擬技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.3.1 流動(dòng)應(yīng)力模型10-11
• 1.3.2 微觀組織演化模型11-12
• 1.4 課題研究的意義及主要內(nèi)容12-13
• 1.4.1 課題研究意義12
• 1.4.2 課題研究的主要內(nèi)容12-13
• 第2章 試驗(yàn)材料與方法13-20
• 2.1 引言13-14
• 2.2 熱壓縮試驗(yàn)14-17
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料14
• 2.2.2 試驗(yàn)方法14
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備14-15
• 2.2.4 試樣制備15-16
• 2.2.5 試驗(yàn)過程16-17
• 2.3 金相試驗(yàn)17-19
• 2.3.1 金相試樣制備17-18
• 2.3.2 腐蝕劑的配制18-19
• 2.3.3 金相試樣的腐蝕19
• 2.4 本章小結(jié)19-20
• 第3章 基于Hansel-Spittel模型的Cr5鋼熱變形行為研究20-36
• 3.1 引言20
• 3.2 本構(gòu)關(guān)系基本理論20-21
• 3.3 流變應(yīng)力的影響因素21-22
• 3.3.1 溫度對(duì)流變應(yīng)力的影響21
• 3.3.2 應(yīng)變對(duì)流變應(yīng)力的影響21-22
• 3.3.3 應(yīng)變速率對(duì)流變應(yīng)力的影響22
• 3.4 Cr5鋼在不同變形條件下的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線22-25
• 3.5 Cr5鋼熱變形流變應(yīng)力本構(gòu)模型的建立25-28
• 3.5.1 m3，，m8的求解25-26
• 3.5.2 m1，m5，m9的求解26
• 3.5.3 m2，m4，m7的求解26-27
• 3.5.4 A的求解27-28
• 3.6 本構(gòu)方程的驗(yàn)證28-29
• 3.7 Cr5鋼熱塑性變形過程加工圖的研究29-35
• 3.7.1 耗散圖的建立29-32
• 3.7.2 失穩(wěn)圖的建立32-34
• 3.7.3 熱加工圖的建立34-35
• 3.8 本章小結(jié)35-36
• 第4章 Cr5鋼熱變形過程動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為研究36-55
• 4.1 引言36
• 4.2 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶機(jī)理36-37
• 4.3 Cr5材料動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型的建立37-54
• 4.3.1 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶臨界應(yīng)變模型與峰值應(yīng)變模型37-41
• 4.3.2 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型41-42
• 4.3.3 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型系數(shù)的求解42-49
• 4.3.4 晶粒長(zhǎng)大模型49-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第5章 支承輥材料Cr5鋼熱變形過程數(shù)值模擬55-70
• 5.1 引言55
• 5.2 圓柱試樣熱壓縮過程模擬方案的確定55-58
• 5.2.1 3D模型的導(dǎo)入55-56
• 5.2.2 材料模型的導(dǎo)入56-58
• 5.3 圓柱試樣熱壓縮的仿真結(jié)果及分析58-63
• 5.3.1 力學(xué)參數(shù)仿真結(jié)果及分析58-60
• 5.3.2 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶百分?jǐn)?shù)仿真結(jié)果及分析60-61
• 5.3.3 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸仿真結(jié)果及分析61-63
• 5.4 支承輥鍛造工藝的確定63-65
• 5.4.1 鍛造工藝的制定63-64
• 5.4.2 有限元模型的建立64-65
• 5.5 支承輥鍛造過程仿真結(jié)果及分析65-68
• 5.5.1 宏觀變形仿真結(jié)果及分析65-66
• 5.5.2 溫度場(chǎng)仿真結(jié)果及分析66-67
• 5.5.3 等效應(yīng)變仿真結(jié)果及分析67
• 5.5.4 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶仿真結(jié)果及分析67-68
• 5.6 本章小結(jié)68-70
• 第6章 結(jié)論70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-76
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果76

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 張浩;重軌萬(wàn)能軋制物理模擬與多場(chǎng)耦合數(shù)值模擬[D];燕山大學(xué);2011年

本文編號(hào)：1076737