利用Deform軟件建立了Incoloy800合金雙輥軋機(jī)軋制的三維有限元模型,分析了Incoloy800合金在不同軋制溫度下多道次軋制過程中的金屬變形流動規(guī)律、應(yīng)力應(yīng)變場和軋制力的分布和特點,同時研究了不同溫度軋制處理的Incoloy800合金大變形后的微觀組織演變和力學(xué)性能。結(jié)果表明,在熱軋過程中Incoloy800合金表面與軋輥接觸區(qū)域的等效應(yīng)力較大,并且從塑性變形區(qū)中間位置向兩邊呈逐漸減小趨勢。隨著軋制道次增加,穩(wěn)定變形階段載荷增大且變形更加均勻。與鑄態(tài)和固溶態(tài)相比,大變形熱軋?zhí)幚砗驣ncoloy800合金的強(qiáng)度明顯提升,但伸長率降低明顯,塑性變形能力下降。不同溫度軋制后,Incoloy800合金的微觀組織呈現(xiàn)沿軋制方向的纖維狀軋制變形帶組織;隨著變形溫度升高,晶粒長大,晶內(nèi)析出相增多,當(dāng)增加到800℃時發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶。 

【文章來源】：塑性工程學(xué)報. 2020,27(08)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

圖1 雙輥軋機(jī)軋制Incoloy800合金的幾何模型示意圖

Incoloy800合金坯料尺寸為60 mm×30 mm×6.4mm。軋制前將鑄態(tài)Incoloy800合金在1100℃下進(jìn)行固溶處理，保溫2 h后快速水冷，隨后切割成軋制坯料，然后通過機(jī)械拋光進(jìn)行表面處理并用丙酮進(jìn)行表面清洗，最后預(yù)熱處理。雙輥軋機(jī)軋輥直徑為Φ190 mm，輥身長度為400 mm，軋輥溫度為20℃，輥速為2.5 rad·s-1。經(jīng)過累積多道次軋制后，試樣厚度約為0.8 mm，總變形量約為87%。按照數(shù)值模擬時的參數(shù)，并以仿真結(jié)果為指導(dǎo)，在不同溫度下進(jìn)行多道次大變形量軋制處理的Incoloy800坯料如圖2所示。試樣未出現(xiàn)粘輥現(xiàn)象，沒有出現(xiàn)邊部裂紋，表面質(zhì)量較好，展現(xiàn)了良好的可軋性。在對Incoloy800合金進(jìn)行軋制時，由于缺少導(dǎo)軌裝置，坯料在軋制過程中出現(xiàn)部分變形現(xiàn)象。對在不同溫度下熱軋后的Incoloy800合金取樣，進(jìn)行微觀組織和力學(xué)性能研究。在軋面取樣，鑲樣，機(jī)械研磨，并電解腐蝕。電解液選取體積分?jǐn)?shù)為10%的草酸溶液，腐蝕電壓10 V，腐蝕時間為30～50 s。在不同溫度軋制大變形后的Incoloy800合金試樣上切取拉伸試樣。利用Zwick/Roell Z50電子萬能材料試驗機(jī)測試熱處理試樣的力學(xué)性能，拉伸速率為1 mm·min-1。

軋制溫度為800℃時，Incoloy800合金在第1道次軋制(變形量為15.6%)后的等效應(yīng)變分布圖如圖4所示。從圖中可以看出，在第1道次軋制結(jié)束時，整個坯料的等效應(yīng)變在軋向和橫向上分布均勻，呈現(xiàn)中心對稱分布。在軋向和橫向上，坯料的中心部分等效應(yīng)變值最小，越靠近上下表面等效應(yīng)變值越大。同時，坯料上下表面中間部分等效應(yīng)變值較大，越靠近坯料邊緣區(qū)域等效應(yīng)變值越小。坯料前端(圖4中A區(qū)域)等效應(yīng)變值最大，為0.955，表明軋制剛開始時，坯料前端被軋輥咬入，坯料發(fā)生沒有規(guī)律的形變，此時等效應(yīng)變值最大;隨后坯料進(jìn)入穩(wěn)定軋制階段，變形穩(wěn)定，坯料的等效應(yīng)變值逐漸穩(wěn)定[9]。圖4 800℃軋制后Incoloy800合金的等效應(yīng)變分布圖(變形量15.6%)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鎳基合金火焰筒拉深成形工藝研究[J]. 王昕,張成祥,胡藍(lán),王煜,王兵,施靜,潘韻.  塑性工程學(xué)報. 2019(03)
[2]Mn13異步冷軋性能與異徑比及壓下率的關(guān)系[J]. 邱常明,王彥鳳,譚寬,楊正,李海山.  塑性工程學(xué)報. 2019(03)
[3]內(nèi)燃機(jī)用IN718鎳基合金熱變形動態(tài)組織性能分析[J]. 李青芬.  鍛壓技術(shù). 2019(05)
[4]多道次熱軋不銹鋼復(fù)合板熱力耦合模擬及實驗研究[J]. 金賀榮,張磊.  塑性工程學(xué)報. 2018(05)
[5]工藝參數(shù)對楔橫軋GH4169合金軸類件力能參數(shù)的影響[J]. 朱德彪,束學(xué)道.  塑性工程學(xué)報. 2018(01)
[6]大變形軋制制備超細(xì)晶鎳基合金的顯微組織與拉伸性能[J]. 趙欣,單愛黨.  機(jī)械工程材料. 2017(07)
[7]800H合金動態(tài)再結(jié)晶行為研究[J]. 曹宇,邸洪雙,張潔岑,張敬奇,馬天軍.  金屬學(xué)報. 2012(10)
[8]新型鎳基高溫合金在950℃和1000℃的氧化行為[J]. 趙雙群,董建新,張麥倉,謝錫善.  稀有金屬材料與工程. 2005(02)

碩士論文
[1]大型鎳基合金異型環(huán)件環(huán)軋過程有限元模擬[D]. 張哲銘.遼寧科技大學(xué) 2017
[2]TC4鈦合金棒材斜軋數(shù)值模擬及微觀組織研究[D]. 帥忠富.太原科技大學(xué) 2016
[3]鋁合金軋制的有限元模擬分析及實驗研究[D]. 武鳳玲.哈爾濱理工大學(xué) 2011



本文編號：3434585