海綿鈦軋制實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬的研究.pdf

1、海綿鈦為鈦工業(yè)生產(chǎn)中一種重要的原料。在現(xiàn)有鈦錠生產(chǎn)中，經(jīng)壓力機(jī)壓制的海綿鈦塊在充滿惰性氣體的焊艙內(nèi)進(jìn)行焊接，是重要的一環(huán)。但是生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)工藝復(fù)雜等問題較突出。本次實(shí)驗(yàn)試圖通過顆粒軋制過程替代鈦錠生產(chǎn)中的焊接過程，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工序的簡(jiǎn)單化、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率。但是海綿鈦軋制是一項(xiàng)全新的課題，并無類似經(jīng)驗(yàn)可以遵循。在此背景下，本文對(duì)海綿鈦的軋制實(shí)驗(yàn)及模擬進(jìn)行了研究，完成了以下內(nèi)容:
　　1.試驗(yàn)了海綿鈦直接軋制實(shí)

2、驗(yàn)及壓制—軋制實(shí)驗(yàn)。在壓制—軋制實(shí)驗(yàn)中，選用不同粒度、壓制力及壓下量進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。得到了在實(shí)驗(yàn)條件下，選用10mm粒徑的海綿鈦塊經(jīng)600kN壓制力壓制，在50％的壓下量下可實(shí)現(xiàn)良好結(jié)合;通過改變預(yù)制坯形狀或?qū)褐屏υ龃蟮?00kN時(shí)則可將壓下量降低到30％左右。
　　2.運(yùn)用金相、SEM等實(shí)驗(yàn)手段對(duì)海綿鈦、預(yù)制坯及軋后坯進(jìn)行了孔隙與變形研究。
　　(1)海綿鈦內(nèi)部孔隙在壓制后大幅減少，預(yù)制坯在軋制中減少幅度較小;在軋制中由于

3、預(yù)制坯厚度較大且具有孔隙，導(dǎo)致變形無法深入到心部，并且，孔隙越多，這種現(xiàn)象越明顯。
　　(2)對(duì)斷面進(jìn)行成分分析，發(fā)現(xiàn)C、O、Si等元素在復(fù)合界面富集，通過4％稀鹽酸浸泡可以取得很好地除雜效果。
　　3.測(cè)定不同密實(shí)度試樣的應(yīng)力-應(yīng)變曲線并進(jìn)行了有限元模擬研究。
　　(1)通過對(duì)模型進(jìn)行分割，將網(wǎng)格自由劃分與映射劃分結(jié)合，取得很好地網(wǎng)格劃分效果。
　　(2)通過模擬結(jié)合實(shí)驗(yàn)，分析了孔隙率及壓下量的不同對(duì)于變形深入