工艺参数对闭开联合轧制微观组织的影响研究

发布时间：2022-08-16 09:03

　　楔横轧闭开联合轧制工艺是本课题组提出的一种新型的轴类件成形技术,可有效解决传统楔横轧中材料利用率存在瓶颈的问题（通常不超过85%）。研究该项成型工艺对节约成本,提高材料利用率具有实际工程意义与应用价值。在满足轧件外观尺寸要求的同时,还需对产品的使用性能有一定的保障。闭开联合轧制技术融合了闭式轧制和开式轧制两种技术,工艺参数较多。研究工艺参数的改变对轧件微观组织的影响规律,有利于控制轧件在加工过程中微观组织的变化,并对最终产品的力学性能和机械性能起保证作用。本文改进了闭式轧制中的模具结构,通过数值模拟与实验结合的方法,对闭开联合楔横轧中工艺参数对轧制件微观组织的影响进行研究。以42CrMo为研究材料,利用已有该材料的本构模型、动力再结晶模型以及晶粒长大模型,在Deform-3D软件中建立了闭开联合轧制热-力-微观组织耦合的有限元模型,分析了轧制过程中轧件的温度场、应变速率场、微观组织场的分布情况;通过单因素研究方法,得到轧制温度,轧辊转速,开式留轧长度对轧件平均晶粒尺寸的影响规律;通过均匀试验设计,总结出闭开联合轧制过程中断面收缩率、闭式成形角、闭式展宽角、开式成形角、开式展宽角对平均晶... 

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 楔横轧工艺原理和特点
    1.2 楔横轧工艺发展概况和研究现状
        1.2.1 楔横轧技术的发展概况
        1.2.2 楔横轧技术的研究现状
    1.3 楔横轧轧制微观组织研究进展
    1.4 课题研究的意义与研究内容
        1.4.1 课题的选题意义
        1.4.2 课题的研究内容
    1.5 本章小结
2 闭开联合楔横轧热-力-组织耦合有限元建模
    2.1 闭开联合楔横轧基本理论
    2.2 模具设计准则和工艺参数选取
        2.2.1 模具设计准则
        2.2.2 模具工艺参数的选择
    2.3 轧件材料的选取及微观组织的演变理论
        2.3.1 轧件材料的选择
        2.3.2 微观组织的演变理论
    2.4 模具设计
        2.4.1 模拟对象的尺寸形状
        2.4.2 轧制模具确定
    2.5 建立有限元数值模拟模型
        2.5.1 有限元模型的简化
        2.5.2 有限元模型建立
    2.6 本章小结
3 闭开联合楔横轧微观组织模拟分析
    3.1 应变速率场分布规律
        3.1.1 闭式轧制轧件应变速率场分布
        3.1.2 开式轧制轧件应变速率场分布
    3.2 温度场分布规律
        3.2.1 闭式轧制轧件温度场分布
        3.2.2 开式轧制轧件温度场分布
    3.3 平均晶粒大小分布规律
        3.3.1 闭式轧制轧件平均晶粒大小分布
        3.3.2 开式轧制轧件平均晶粒大小分布
    3.4 动态再结晶百分数分布规律
        3.4.1 闭式轧制轧件动态再结晶百分数分布
        3.4.2 开式轧制轧件动态再结晶百分数分布
    3.5 本章小结
4 工艺参数对闭开联合微观组织影响研究
    4.1 单因素试验分析法
        4.1.1 追踪点设置及因素水平选定
        4.1.2 温度对平均晶粒大小的影响
        4.1.3 轧辊转速对平均晶粒大小的影响
        4.1.4 开式留轧长度对平均晶粒大小的影响
    4.2 均匀试验分析法
    4.3 本章小结
5 闭开联合楔横轧轴类件轧制实验及金相实验
    5.1 轧制实验
        5.1.1 楔横轧设备
        5.1.2 实验过程
    5.2 金相实验
    5.3 实验结果分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]T91钢楔横轧成形微观组织演变模拟分析[J]. 汪泽轩,何涛,杨勇,李燕.  热加工工艺. 2016(09)
[2]楔横轧无料头辊剪制坯端部质量研究[J]. 胡斌,束学道.  宁波大学学报(理工版). 2014(03)
[3]楔横轧无料头辊剪制坯成形机理研究[J]. 胡斌,束学道.  热加工工艺. 2014(13)
[4]挤压式楔横轧小料头轧制的微观组织演变分析[J]. 束学道,程超,龚文炜,彭文飞,孙宝寿.  中国机械工程. 2013(15)
[5]带有锥台及沟槽钢芯温楔横轧成形分析[J]. 邓子玉,常龙.  锻压技术. 2012(02)
[6]工艺参数对楔横轧厚壁空心轴不圆度的影响[J]. 江洋,王宝雨,胡正寰,杨翠萍.  塑性工程学报. 2012(01)
[7]楔横轧不同变形阶段的微观组织演变分析[J]. 张宁,王宝雨.  塑性工程学报. 2012(01)
[8]坯料端部形状对楔横轧轧件凹心影响的研究[J]. 魏新红,束学道.  热加工工艺. 2011(21)
[9]SPSS实现有交互作用的正交实验设计[J]. 叶红卫.  西安文理学院学报(自然科学版). 2009(04)
[10]SPSS软件在正交试验设计、结果分析中的应用[J]. 邓振伟,于萍,陈玲.  电脑学习. 2009(05)

硕士论文
[1]闭式楔横轧成形轴类件及其端部质量研究[D]. 程超.宁波大学 2013
[2]楔横轧非对称轴类件微观组织演变规律及无料头技术研究[D]. 龚文炜.宁波大学 2012
[3]楔横轧多楔同步轧制空心车轴微观组织规律研究[D]. 曾雪磊.宁波大学 2012
[4]轴类零件轧制成型数值仿真研究[D]. 李鹏飞.河北工程大学 2012
[5]回转体楔横轧成形工艺研究[D]. 李文慧.沈阳理工大学 2011
[6]楔横轧塑性成形数值模拟[D]. 张淑娟.山东大学 2009



本文编号：3677587