本文關(guān)鍵詞：1Cr13馬氏體不銹鋼熱加工基礎(chǔ)研究及鍛造工藝模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著國民經(jīng)濟的增長和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，不銹鋼在機械行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，尤其是不銹鋼的特殊性能被閥門行業(yè)廣泛應(yīng)用。在閥門行業(yè)中，閥門的主體部分是閥體，其性能要求取決于閥體。本文以某鍛造廠鍛造的1Cr13馬氏體不銹鋼材料鍛制的閥體為研究對象，由于閥體鍛件在鍛造過程中出現(xiàn)了分模面處的裂紋及低溫沖擊韌性較低等一系列缺陷。為解決這些缺陷問題，保證在實際的生產(chǎn)中能鍛造出低溫沖擊韌性合格且沒有分模裂紋，本文采用物理實驗和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對其成形性進行了一系列的研究，主要的研究內(nèi)容如下： 1、采用Gleeble-1500D熱模擬機在850℃~1200℃，應(yīng)變速率0.005s~(-1)~2.5s~(-1)，應(yīng)變量為50%下進行壓縮試驗，得出1Cr13馬氏體不銹鋼材料的流變應(yīng)力行為，并結(jié)合了Arrhenius本構(gòu)方程描述了該材料熱變形時的流變應(yīng)力方程：ε=1.157×10~(16)[sinh(0.01025.σ)]~(5.321) exp(-432731.83RT) 同時，在溫度900℃~1200℃、應(yīng)變速率為0.01s~(-1)、0.2s~(-1)、2.5s~(-1)，進行了高溫拉伸試驗，分析了材料的高溫塑性；結(jié)合DEFORM-3D模擬軟件分別對壓縮和拉伸試驗進行模擬，分別得出該材料的臨界損傷值和材料發(fā)生韌性斷裂的斷裂損傷值及材料空洞萌生損傷值,為制定合理的生產(chǎn)工藝，預(yù)防生產(chǎn)和使用過程中鍛件產(chǎn)生裂紋提供參考。 2、根據(jù)對廠家提供的合格和不合格試樣，并對其進行了一系列檢測和分析。檢測結(jié)果表明：使閥體出現(xiàn)缺陷的原因是由于不合理的熱處理和材料本身的因素。為使材料的性能滿足要求，進行了熱處理試驗從而得出了合理地熱處理方法，，為工廠提供了合理地方案。 3、根據(jù)提供的鍛件圖及相關(guān)的資料，分析了鍛件的特點與鍛造工藝流程，并對其進行了鍛件的終鍛模具設(shè)計和其成形性模擬的研究。針對閥體出現(xiàn)的缺陷，分析了模擬過程中各個場的分布，確定了缺陷出現(xiàn)的原因，為保證鍛件的質(zhì)量提供依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：1Cr13馬氏體不銹鋼 熱變形行為 高溫塑性 損傷值 模鍛數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：太原科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TG316;TG142.71
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 引言9-10
• 1.2 國內(nèi)外閥門行業(yè)的現(xiàn)狀10-11
• 1.3 大型鍛件中缺陷的分析11-12
• 1.4 有限元模擬在鍛造成形中的應(yīng)用12-13
• 1.5 金屬材料的韌性斷裂在塑性成形中的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.6 不銹鋼鍛造的現(xiàn)狀與發(fā)展14-16
• 1.7 選題背景及意義16
• 1.8 本文主要研究內(nèi)容16-19
• 第二章 1Cr13 馬氏體不銹鋼的熱變形行為的研究19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 熱壓縮試驗19-20
• 2.3 實驗結(jié)果及分析20-24
• 2.3.1 不同變形溫度條件下的流變曲線21-22
• 2.3.2 不同應(yīng)變速率條件下的流變曲線22-24
• 2.4 本構(gòu)方程與 Z 參數(shù)24-27
• 2.4.1 本構(gòu)方程的建立24-26
• 2.4.2 Zener-Hollomon 參數(shù)26-27
• 2.5 熱壓縮過程中的臨界損傷27-29
• 2.6 本章小結(jié)29-31
• 第三章 1Cr13 不銹鋼高溫塑性、裂紋的形成與臨界損傷的研究31-45
• 3.1 引言31
• 3.2 實驗材料及方法31-32
• 3.3 實驗結(jié)果及分析32-37
• 3.3.1 應(yīng)變速率對 1Cr13 馬氏體不銹鋼塑性的影響33-36
• 3.3.2 變形溫度對 1Cr13 馬氏體不銹鋼塑性的影響36-37
• 3.4 塑性成形件中產(chǎn)生裂紋的原因分析37-43
• 3.4.1 韌性斷裂及斷裂準則在塑性成形中的應(yīng)用39-40
• 3.4.2 拉伸過程中的模擬分析及閥值的確定40-43
• 3.5 本章小結(jié)43-45
• 第四章 實際閥體鍛造后的性能分析45-55
• 4.1 引言45
• 4.2 合格試樣和不合格試樣的金相組織的分析45-46
• 4.3 拉伸試樣和沖擊試樣的斷口分析46-48
• 4.3.1 沖擊試樣的斷口分析46-47
• 4.3.2 拉伸試樣的斷口分析47-48
• 4.4 熱處理實驗與性能測試48-53
• 4.4.1 馬氏體不銹鋼的熱處理48-50
• 4.4.2 正火溫度對組織的影響50-51
• 4.4.3 淬火溫度對性能的影響51-52
• 4.4.4 回火溫度對性能的影響52-53
• 4.5 本章小結(jié)53-55
• 第五章 閥體鍛件模鍛過程的數(shù)值模擬55-67
• 5.1 引言55
• 5.2 零件圖的分析55-56
• 5.3 鍛件設(shè)計56-57
• 5.4 鍛模模膛設(shè)計57-58
• 5.5 鍛造過程中參數(shù)的確定58-60
• 5.5.1 鍛造溫度的確定58-59
• 5.5.2 鍛模材料的選擇59
• 5.5.3 模擬過程中鍛錘的參數(shù)設(shè)置59-60
• 5.6 閥體鍛件模鍛有限元數(shù)值模擬結(jié)果的分析60-66
• 5.7 本章小結(jié)66-67
• 第六章 結(jié)論67-69
• 參考文獻69-73
• 致謝73-75
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄75-76

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本文編號：317325