芯輥對(duì)鈦合金徑向環(huán)件軋制宏微觀影響研究.pdf

1、鈦合金環(huán)件因其優(yōu)良的綜合機(jī)械性能，在航空航天領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。目前,鈦合金環(huán)件的加工多采用環(huán)件軋制技術(shù)完成。鈦合金環(huán)件的軋制是熱力耦合與宏微觀耦合的復(fù)雜塑性成形過程。在軋制過程中，芯輥?zhàn)鳛檐堉圃O(shè)備的關(guān)鍵部件，對(duì)最終成形環(huán)件宏觀成形和微觀組織都有重要的影響。為優(yōu)化工藝方案，提高產(chǎn)品性能，有必要研究芯輥對(duì)環(huán)件軋制的影響作用。本文采用理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，分析揭示了芯輥對(duì)鈦合金環(huán)件軋制成形的影響，其研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　

2、1、以TC4鈦合金環(huán)件為研究對(duì)象，結(jié)合徑向環(huán)件軋制的工作原理，解決了材料參數(shù)設(shè)置、幾何模型、軋輥運(yùn)動(dòng)、仿真條件等關(guān)鍵問題，建立了TC4鈦合金徑向環(huán)件軋制有限元模型，將模擬結(jié)果和理論結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證了模型的可靠性。
　　2、基于AbsoftProFortran8.0軟件平臺(tái),對(duì)DEFORM軟件進(jìn)行了二次開發(fā)。將TC4鈦合金微觀組織演變計(jì)算模型嵌入至有限元分析模型，實(shí)現(xiàn)了鈦合金環(huán)件軋制過程中宏觀成形與微觀組織演變的模擬。
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3、合理設(shè)計(jì)了鈦合金環(huán)件軋制過程中芯輥的不同軋制工藝方案。通過對(duì)軋制過程的模擬，研究揭示了環(huán)件軋制過程中溫度、等效應(yīng)變、魚尾系數(shù)等宏觀參數(shù)的演變規(guī)律。結(jié)果表明，環(huán)件的溫度和等效應(yīng)變呈不均勻分布，魚尾系數(shù)隨著軋制過程的進(jìn)行逐漸增大。分析了芯輥尺寸、芯輥進(jìn)給速度以及摩擦條件對(duì)環(huán)件軋制成形的影響規(guī)律。結(jié)果表明,隨著芯輥尺寸的增加，存在一個(gè)最佳值使得成形環(huán)件的等效應(yīng)變、溫度分布最均勻，魚尾系數(shù)也最??；隨著芯輥進(jìn)給速度的增加，成形環(huán)件的等效應(yīng)變和溫度

4、分布越均勻，魚尾系數(shù)越?。浑S著摩擦系數(shù)的增加，等效應(yīng)變的分布均勻性減小，而溫度的分布均勻性和魚尾系數(shù)受其影響程度相對(duì)較小。
　　4、研究揭示了鈦合金環(huán)件軋制過程中再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸和平均晶粒尺寸的演變規(guī)律。結(jié)果表明，隨著軋制過程的進(jìn)行，再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)和再結(jié)晶晶粒尺寸逐漸增加，而平均晶粒尺寸減小，環(huán)件整體晶粒得到細(xì)化。分析了芯輥尺寸、芯輥進(jìn)給速度以及摩擦條件對(duì)鈦合金環(huán)件軋制過程中微觀組織的影響規(guī)律。結(jié)果表明：芯輥尺寸