發(fā)布時間：2020-01-20 09:52

【摘要】：鈦合金環(huán)件因其優(yōu)良的綜合機械性能,在航空航天領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。目前,鈦合金環(huán)件的加工多采用環(huán)件軋制技術(shù)完成。鈦合金環(huán)件的軋制是熱力耦合與宏微觀耦合的復(fù)雜塑性成形過程。在軋制過程中,芯輥作為軋制設(shè)備的關(guān)鍵部件,對最終成形環(huán)件宏觀成形和微觀組織都有重要的影響。為優(yōu)化工藝方案,提高產(chǎn)品性能,有必要研究芯輥對環(huán)件軋制的影響作用。本文采用理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,分析揭示了芯輥對鈦合金環(huán)件軋制成形的影響,其研究內(nèi)容和結(jié)果如下:1、以TC4鈦合金環(huán)件為研究對象,結(jié)合徑向環(huán)件軋制的工作原理,解決了材料參數(shù)設(shè)置、幾何模型、軋輥運動、仿真條件等關(guān)鍵問題,建立了TC4鈦合金徑向環(huán)件軋制有限元模型,將模擬結(jié)果和理論結(jié)果對比,驗證了模型的可靠性。2、基于Absoft Pro Fortran 8.0軟件平臺,對DEFORM軟件進行了二次開發(fā)。將TC4鈦合金微觀組織演變計算模型嵌入至有限元分析模型,實現(xiàn)了鈦合金環(huán)件軋制過程中宏觀成形與微觀組織演變的模擬。3、合理設(shè)計了鈦合金環(huán)件軋制過程中芯輥的不同軋制工藝方案。通過對軋制過程的模擬,研究揭示了環(huán)件軋制過程中溫度、等效應(yīng)變、魚尾系數(shù)等宏觀參數(shù)的演變規(guī)律。結(jié)果表明,環(huán)件的溫度和等效應(yīng)變呈不均勻分布,魚尾系數(shù)隨著軋制過程的進行逐漸增大。分析了芯輥尺寸、芯輥進給速度以及摩擦條件對環(huán)件軋制成形的影響規(guī)律。結(jié)果表明,隨著芯輥尺寸的增加,存在一個最佳值使得成形環(huán)件的等效應(yīng)變、溫度分布最均勻,魚尾系數(shù)也最小;隨著芯輥進給速度的增加,成形環(huán)件的等效應(yīng)變和溫度分布越均勻,魚尾系數(shù)越小;隨著摩擦系數(shù)的增加,等效應(yīng)變的分布均勻性減小,而溫度的分布均勻性和魚尾系數(shù)受其影響程度相對較小。4、研究揭示了鈦合金環(huán)件軋制過程中再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)、動態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸和平均晶粒尺寸的演變規(guī)律。結(jié)果表明,隨著軋制過程的進行,再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)和再結(jié)晶晶粒尺寸逐漸增加,而平均晶粒尺寸減小,環(huán)件整體晶粒得到細化。分析了芯輥尺寸、芯輥進給速度以及摩擦條件對鈦合金環(huán)件軋制過程中微觀組織的影響規(guī)律。結(jié)果表明:芯輥尺寸存在一個最佳值,使得環(huán)件的再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)和平均晶粒尺寸分布最均勻;隨著進給速度的增加,再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)和平均晶粒尺寸的分布越來越均勻;摩擦條件對再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)和平均晶粒尺寸的分布均勻性影響較小。本文研究的成果對鈦合金環(huán)件軋制過程中芯輥工藝參數(shù)優(yōu)化,成形環(huán)件質(zhì)量的預(yù)測和控制提供了理論指導(dǎo)。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG335

【參考文獻】

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本文編號：2571232