基于DEFORM二次開發(fā)的38MnVS6非調(diào)質(zhì)鋼鍛造過程微觀組織演化模擬.pdf

1、隨著汽車工業(yè)與非調(diào)質(zhì)鋼的發(fā)展，非調(diào)質(zhì)鋼在汽車零部件生產(chǎn)中所占比例日益增加。在使用新型材料的同時(shí)，為獲得優(yōu)良綜合力學(xué)性能的零件，必須嚴(yán)格控制零件鍛造生產(chǎn)過程。鍛造作為汽車零件生產(chǎn)中重要的一道工序，對(duì)零件最終綜合力學(xué)性能有著直接的影響。熱鍛過程中，鍛造溫度、變形速度、模具參數(shù)等都會(huì)對(duì)鍛件的微觀組織產(chǎn)生影響，從而影響鍛件質(zhì)量。本文研究對(duì)象為38MnVS6非調(diào)質(zhì)鋼，建立了其微觀組織演化模型，在此基礎(chǔ)上以商用有限元軟件DEFORM為平臺(tái)編寫用戶自

2、定義微觀組織演變程序，對(duì)38MnVS6非調(diào)質(zhì)鋼包括鍛前加熱、鍛后冷卻在內(nèi)的鍛造過程微觀組織演化進(jìn)行模擬。
　　本文首先對(duì)非調(diào)質(zhì)鋼特別是38MnVS6非調(diào)質(zhì)鋼研究現(xiàn)狀、進(jìn)展與應(yīng)用進(jìn)行了介紹。在Gleeble熱壓縮模擬試驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立了包括動(dòng)態(tài)再結(jié)晶、亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶、靜態(tài)再結(jié)晶、晶粒長(zhǎng)大在內(nèi)的微觀組織演變模型。在此基礎(chǔ)上，選用商用有限元軟件DEFORM作為分析平臺(tái)，在其提供的二次開發(fā)模塊針對(duì)包括加熱、預(yù)鍛、間隙（預(yù)鍛間隙、終鍛間隙）、終

3、鍛、鍛后冷卻在內(nèi)的鍛造過程進(jìn)行微觀組織演變程序編寫。為驗(yàn)證編寫的微觀組織演變程序，本文對(duì)晶粒長(zhǎng)大試驗(yàn)、單道次熱壓縮試驗(yàn)、雙道次熱壓縮試驗(yàn)（分別針對(duì)靜態(tài)再結(jié)晶與亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶）進(jìn)行模擬，并將模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，證明了開發(fā)的微觀組織演變程序的可行性。
　　在開發(fā)的微觀組織演變程序的基礎(chǔ)上，使用有限元軟件DEFORM首先對(duì)形狀簡(jiǎn)單的顎式破碎機(jī)偏心軸鍛造過程進(jìn)行模擬。分析了其不同鍛造階段的溫度場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)的分布情況，并對(duì)加熱過程、預(yù)鍛

4、過程、預(yù)鍛間隙、終鍛過程、終鍛間隙、冷卻過程等發(fā)生的微觀組織演變進(jìn)行分析。之后對(duì)復(fù)雜形狀鍛件汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸鍛造過程進(jìn)行模擬，在保證鍛件成形與表面質(zhì)量的前提下，分析其不同鍛造階段的溫度場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)的分布情況，并針對(duì)不同階段分析了其可能發(fā)生的微觀組織演變。如加熱階段的晶粒長(zhǎng)大，預(yù)鍛階段的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，間隙內(nèi)的晶粒長(zhǎng)大、亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶、靜態(tài)再結(jié)晶，終鍛階段的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，冷卻階段的晶粒長(zhǎng)大、靜態(tài)再結(jié)晶、亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，及各階段的晶粒尺寸分布情況。為更好