鈦合金在航空領域有廣泛的應用,某型機首次采用TC21鈦合金鍛件,在試生產(chǎn)中起初選擇自由鍛件工藝,批產(chǎn)后為更好的滿足產(chǎn)品質量要求而選擇模鍛件。鈦合金框加工過程中主要選擇熱鍛工藝,為確定出合適的模鍛工藝參數(shù),減少浪費和節(jié)約成本,更好的滿足鍛件質量要求,本文進行了鍛造過程模擬分析研究。通過有限元軟件分析了TC21鈦合金鍛造過程,根據(jù)所得結果總結出模鍛成形規(guī)律,該成型規(guī)律對TC21鈦合金框模鍛工藝設計提供依據(jù),也為此方面的工藝研究提供參考,本文研究內(nèi)容和所得結果如下:建立了鍛造成形過程剛粘塑性模型,將鍛造的塑性變形簡化為剛粘塑性,分析塑性變形的相關理論規(guī)律。通過有限元軟件模擬分析了TC21鈦合金等溫鐓粗過程在不同應變和溫度下,對應力應變及金屬流動的影響,確定出各種工藝參數(shù)條件下溫度和等效應變場的分布情況,進行對比而確定出合適的工藝參數(shù)。分析零件圖和相關技術文件要求,并根據(jù)鈦合金框模鍛件特征,使用CATIA軟件設計出鍛件荒坯、模具。對準β鍛造成形特點進行具體分析,然后結合模擬分析結果而設定合適的變形速度、模具材料、潤滑形式等參數(shù),為這種鍛件的工藝設計提供參考�；贒EFORM-3D軟件對這種鈦合... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

α+β鍛造溫度范圍示意圖

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-5-知，這種鍛造就是在高于β相變溫度40℃以上或較高溫度條件下進行鍛造，從而得到中主要為網(wǎng)籃組織或片層組織的鍛件。對比分析可知這種方法處理后，鈦合金的抗蠕變性能明顯的提高，并表現(xiàn)出很強的抗沖擊性。不過材料的塑性和熱穩(wěn)定性也顯著的下降，因而存在明顯的β脆性特征。這種加工主要是在β相以上實施，因而其優(yōu)點表現(xiàn)為變形抗力小，可很好的滿足精密鍛件的加工要求，同時加工效率也達到較高水平，使用壽命顯著的延長。圖1-2β鍛造溫度范圍示意圖（3）近β鍛造這種鍛造工藝是上世紀八十年代周義剛等學者提出的，在鍛造過程中在相變點以下15～20℃加熱鍛料，其后進行水冷，在此基礎上進行適當?shù)母邷仨g化和低溫強化而滿足應用性能要求的一種加工模式[30]。此溫度條件下進行鍛造后會產(chǎn)生一定量等軸組織，而迅速水冷則可充分起到形變熱處理效果，有利于消除結晶核心，同時消除相應的變形缺陷，可以在此基礎上而得到β轉變組織。鍛造溫度如圖1-3所示。圖1-3近β鍛造溫度范圍示意圖

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文-5-知，這種鍛造就是在高于β相變溫度40℃以上或較高溫度條件下進行鍛造，從而得到中主要為網(wǎng)籃組織或片層組織的鍛件。對比分析可知這種方法處理后，鈦合金的抗蠕變性能明顯的提高，并表現(xiàn)出很強的抗沖擊性。不過材料的塑性和熱穩(wěn)定性也顯著的下降，因而存在明顯的β脆性特征。這種加工主要是在β相以上實施，因而其優(yōu)點表現(xiàn)為變形抗力小，可很好的滿足精密鍛件的加工要求，同時加工效率也達到較高水平，使用壽命顯著的延長。圖1-2β鍛造溫度范圍示意圖（3）近β鍛造這種鍛造工藝是上世紀八十年代周義剛等學者提出的，在鍛造過程中在相變點以下15～20℃加熱鍛料，其后進行水冷，在此基礎上進行適當?shù)母邷仨g化和低溫強化而滿足應用性能要求的一種加工模式[30]。此溫度條件下進行鍛造后會產(chǎn)生一定量等軸組織，而迅速水冷則可充分起到形變熱處理效果，有利于消除結晶核心，同時消除相應的變形缺陷，可以在此基礎上而得到β轉變組織。鍛造溫度如圖1-3所示。圖1-3近β鍛造溫度范圍示意圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]2018年中國鈦工業(yè)發(fā)展報告[J]. 賈翃,逯福生,郝斌.  鋼鐵釩鈦. 2019(03)
[2]基于DEFORM的鐓粗過程有限元模擬分析[J]. 羅偉.  冶金與材料. 2018(05)
[3]航空鈦合金鍛造技術的研究進展[J]. 張方,王林岐,趙松.  鍛壓技術. 2017(06)
[4]損傷容限型TC21鈦合金切削加工工藝研究概述[J]. 關艷英,魯華,朱妍如.  鈦工業(yè)進展. 2016(03)
[5]新型高性能鈦合金研究與應用[J]. 朱知壽,王新南,商國強,費躍,祝力偉,李明兵,李靜,王哲.  航空材料學報. 2016(03)
[6]冷卻速率對TC21合金超塑變形后顯微組織影響[J]. 王鑫,董洪波,朱深亮.  材料熱處理學報. 2016(05)
[7]高強韌鈦合金熱加工變形特征及其影響因素[J]. 黃朝文,趙永慶,辛社偉,葛鵬,周偉,李倩,曾衛(wèi)東.  鈦工業(yè)進展. 2016(01)
[8]無網(wǎng)格法及其在金屬成形中的應用綜述[J]. 黃凱,白鴻柏,路純紅,曹鳳利.  鍛壓技術. 2016(02)
[9]TC21鈦合金雙重退火組織演變行為研究[J]. 潘光永,余新平.  特種鑄造及有色合金. 2016(02)
[10]塑性有限元在金屬體積成形過程中應用的進展[J]. 陸璐,王照旭,崔紅霞,鄂旭.  材料導報. 2016(01)

碩士論文
[1]TC4合金大型框鍛件成形工藝設計與過程模擬[D]. 張曉露.西北工業(yè)大學 2007
[2]高強高韌損傷容限鈦合金熱機械處理工藝研究[D]. 周宇.天津大學 2005



本文編號：3448834