筒形件强力旋压时纳米/超细晶生成条件研究

发布时间：2022-12-10 03:01

　　现代制造业的快速发展,对零部件的综合力学性能提出了更高的要求。具有纳米/超细晶结构的零件因具有高的强度、硬度和较好的塑性等优异的综合力学性能而备受关注。目前传统的块体纳米/超细晶材料制备方法因所需应变量大导致其成形工艺复杂;而且所成形的试样体积较小,不符合现代工业生产的要求。因此,如何在小应变条件下实现大体积纳米/超细晶零件的高精度、低成本制造已成为实现纳米/超细晶零部件大规模应用的关键和难点。本文在国家自然科学基金项目“强力旋压制备纳米/超细晶筒形件的方法及机理研究”（课题编号:51075153）和广东省自然科学基金项目“错距旋压制备纳米/超细晶筒形件的方法及机理研究”（课题编号:10151040301000000）的资助下,提出采用淬火、强力旋压和再结晶退火相结合的方法,解决了制备纳米/超细晶筒形件所需应变量较大的难题及强力旋压过程中晶粒变形的方向性问题;围绕纳米/超细晶筒形件成形方法、微观组织演变规律、纳米/超细晶生成条件、塑性变形机理及力学性能等方面展开研究。其主要研究内容包括:（1）强力旋压法制备纳米/超细晶筒形件成形方法研究基于上限法,在分析强力旋压时未变形区、变形区及已变... 

【文章页数】：152 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号及物理量名称
第一章 绪论
    1.1 概述
    1.2 强力旋压成形技术及研究现状
        1.2.1 筒形件强力旋压成形技术
        1.2.2 筒形件强力旋压成形技术研究现状
    1.3 纳米/超细晶结构零件制备现状及分析
        1.3.1 剧烈塑性变形（SPD）
        1.3.2 复合塑性变形工艺
        1.3.3 塑性变形与热处理复合变形工艺
    1.4 金属纳米/超细晶材料力学性能研究现状
        1.4.1 强度
        1.4.2 塑性及韧性
        1.4.3 超塑性
    1.5 微观组织分析方法
        1.5.1 金相分析
        1.5.2 TEM分析
        1.5.3 XRD分析
    1.6 课题来源、主要研究内容与意义
第二章 强力旋压法制备纳米/超细晶筒形件成形方法研究
    2.1 引言
    2.2 流动旋压成形方法分析
    2.3 强力旋压时金属流动模型的构建
        2.3.1 上限法
        2.3.2 有芯模旋压金属流动模型
        2.3.3 对轮旋压金属流动模型
        2.3.4 等效应力分布规律研究
    2.4 有限元数值模拟
        2.4.1 有限元模型的建立
        2.4.2 模拟工艺参数的选择
        2.4.3 模拟结果与分析
    2.5 强力旋压过程中晶粒细化规律
    2.6 本章小结
第三章 强力旋压法制备纳米/超细晶筒形件成形试验研究
    3.1 前言
    3.2 纳米/超细晶筒形件成形方案设计
        3.2.1 纳米/超细晶化条件分析
        3.2.2 总体成形方案的设计
        3.2.3 旋压成形方法的确定
    3.3 实验条件
        3.3.1 实验设备
        3.3.2 实验用材料
    3.4 纳米/超细晶筒形件成形试验
        3.4.1 淬火工艺参数的选择
        3.4.2 旋压工艺参数的选择
        3.4.3 再结晶退火工艺的选择
    3.5 成形质量分析
        3.5.1 宏观成形质量
        3.5.2 典型缺陷及防治措施
    3.6 本章小结
第四章 强力旋压法制备纳米/超细晶筒形件微观组织演变规律研究
    4.1 前言
    4.2 微观组织演变规律
        4.2.1 淬火过程中微观组织演变分析
        4.2.2 强力旋压过程中微观组织演变分析
        4.2.3 再结晶退火过程中微观组织演变分析
    4.3 塑性变形时晶粒细化机理
        4.3.1 取向差角的演变过程
        4.3.2 晶粒细化机理
    4.4 纳米/超细晶生成条件的研究
        4.4.1 位错密度的测量
        4.4.2 位错密度对晶粒细化的影响
        4.4.3 纳米/超细晶生成条件
        4.4.4 成形方法对晶粒细化的影响规律
    4.5 本章小结
第五章 纳米/超细晶筒形件塑性变形机理及力学性能研究
    5.1 前言
    5.2 纳米/超细晶筒形件塑性变形机理
        5.2.1 纳米/超细晶旋压成形工艺参数
        5.2.2 宏观成形质量分析
        5.2.3 微观组织演变分析
    5.3 纳米/超细晶筒形件力学性能研究
        5.3.1 拉伸试验条件
        5.3.2 拉伸试验数据分析
        5.3.3 硬度测试试验
    5.4 微观组织与力学性能的关系
        5.4.1 强度
        5.4.2 硬度
        5.4.3 塑性
    5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间发表论文
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]回火温度对2.25Cr-1Mo-0.25V钢粒状贝氏体显微组织和力学性能的影响[J]. 蒋中华,王培,李殿中,李依依.  金属学报. 2015(08)
[2]Fabrication and Microstructural Control of Nano-structured Bulk Steels: A Review[J]. Linxiu Du,Shengjie Yao,Jun Hu,Huifang Lan,Hui Xie,Guodong Wang.  Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2014(03)
[3]强力旋压成形技术在航空领域的新进展[J]. 李继贞,刘德贵,王健飞.  航空制造技术. 2014(10)
[4]基于数值模拟的小应变差筒形件旋压成形方法研究[J]. 曾超,夏琴香,肖刚锋,谢红希.  锻压技术. 2014(04)
[5]1000kN大型立式数控强力旋压机[J]. 李继贞,韩冬,刘德贵,王健飞,张宁,李增辉.  锻压技术. 2014(02)
[6]精密成形技术在航天领域的应用进展[J]. 陈永来,张帆,单群,张绪虎.  材料科学与工艺. 2013(04)
[7]滚珠旋压成形工艺及研究现状[J]. 李岩.  机械工程师. 2013(05)
[8]对轮旋压技术研究进展[J]. 曹学文,张立武,杨延涛,牟少正,韩冬.  热加工工艺. 2013(09)
[9]纳米/超细晶筒形件强力旋压变形机理[J]. 杨保健,夏琴香,程秀全,肖刚锋.  华南理工大学学报(自然科学版). 2013(03)
[10]筒形件错距旋压成形工艺参数的正交试验研究[J]. 夏琴香,张鹏,程秀全,杨保健.  锻压技术. 2012(06)

硕士论文
[1]错距旋压制备纳米/超细晶筒形件方法及试验研究[D]. 张鹏.华南理工大学 2012
[2]冷轧环件微观组织演变规律研究[D]. 邵一川.武汉理工大学 2010



本文编号：3715920