有限元模拟验证TC17钛合金前轴颈精密成形过程中变形和微观结构的关系

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通过采用有限元模拟的分析方法,研究了前轴颈锻件成形过程中材料流动速度、内部温度场和流线分布情况;采用点追踪的方法研究了锻件不同区域的金属等效应变分布和不同区域的金属最大主应力变化情况.同时,采用金相显微镜对锻件高倍显微组织进行验证分析.通过研究发现,设计的中间坯形状尺寸、压下速率和变形量合适,实际成形情况和有限元模拟结果一致.在成形过程中锻件大头端由于材料流动剧烈而出现温升,导致锻件易出现粗晶或混晶区域.另外,从温度场分布结果来看,与模具接触区域的温降较严重,为了保证锻件不出现双相组织,在类似温降区域应保证有足够的机加余量,以保证零件的组织性能满足标准要求.
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根据6.3MN摩擦压力机镶块模的结构特点,在不增加额外模具和火次的前提下,在弯管接头类锻件模锻成形前增加弯曲工步,使锻件的材料利用率提升至约80%.通过采用数值模拟和工艺试验,研究了弯曲模膛在弯管接头类锻件上的应用,并总结了弯管类锻件弯曲模膛设计的结构形式和关键参数,分析了弯曲后坯料在模锻时飞边交接部分易产生折叠缺陷的原因.仅当弯曲模膛轮廓和锻件外轮廓间的距离满足h4≥2h2,且在台阶位置以大圆角平滑过渡时,才能避免模锻产生折叠缺陷.应用效果表明,即使生产设备存在局限性,该方式也能够在一火内实现钛合金和不
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