IN718合金热连轧过程流变应力模型研究

发布时间：2017-08-11 22:16

  本文关键词：IN718合金热连轧过程流变应力模型研究

  更多相关文章： IN718合金 刚塑性有限元法 热连轧 流变应力 数值模拟

【摘要】：航空航天工业的快速发展对IN718合金试件的使用性能及尺寸精度的要求越来越高。面心立方结构的IN718合金具有良好的塑性,高的合金化使合金在热变形时具有高的变形抗力。热连轧作为IN718合金的一种生产方式,具有生产效率高、产品质量好以及成材率高等特点。但是,热连轧过程中合金在各机架流变应力的大小直接影响轧制力的大小,需要得到重视。本文基于单道次和双道次圆柱体单轴压缩实验所获得的应力-应变曲线来构建IN718合金热连轧过程的流变应力模型,以MSC.Marc大型有限元模拟软件为平台,采用热力耦合的刚塑性有限元法建立了IN718合金热连轧过程的有限元分析模型,并且利用Fortran语言对热连轧过程的流变应力模型进行编译并嵌入到有限元模型中。具体研究内容如下:(1)实验测得IN718合金的真应力-真应变曲线,分析应变速率、变形程度以及变形温度对流变应力的影响,进而构建合金热轧过程的流变应力模型。(2)基于IN718合金圆柱体单轴压缩双道次实验结果,构建由于亚动态再结晶引起的软化率模型。结合合金的流变应力模型和软化率模型确立了合金热连轧过程的流变应力模型。(3)基于刚塑性有限元法,利用MSC.Marc有限元分析软件,综合考虑热连轧过程IN718合金的温度场模型、流变应力模型、软化率模型建立该合金热连轧过程的热力耦合分析模型。(4)根据数值仿真结果,选取轧件心部节点作为分析对象,研究IN718合金热连轧过程中该节点等效应变、等效应变速率、等效应力以及轧制力的变化规律,分析不同轧制速度对轧制力的影响,对合金热轧过程流变应力模型和道次间软化率模型进行验证。
【关键词】：IN718合金 刚塑性有限元法 热连轧 流变应力 数值模拟
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG335.11
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-20
• 1.1 高温合金与IN718合金简介9-11
• 1.2 有限元法简介11-13
• 1.2.1 有限元法的分类11-12
• 1.2.2 MSC.Marc有限元软件简介12-13
• 1.2.3 基于MSC.Marc的刚塑性有限元法在轧制过程的应用13
• 1.3 热变形过程材料高温流变行为的数学模型13-15
• 1.4 热变形过程材料的软化行为15-17
• 1.4.1 动态再结晶模型15-16
• 1.4.2 亚动态再结晶模型16-17
• 1.5 材料高温流变行为的实验方法17-18
• 1.5.1 拉伸试验17
• 1.5.2 扭转试验17-18
• 1.5.3 平面应变压缩试验18
• 1.5.4 圆柱体单向压缩试验18
• 1.6 研究的意义和内容18-20
• 第二章 圆柱体单轴压缩实验20-26
• 2.1 实验用原材料与实验方法20-21
• 2.2 单道次压缩实验与分析21-23
• 2.3 双道次压缩实验与分析23-24
• 2.4 本章小结24-26
• 第三章 IN718合金热轧过程流变应力模型26-43
• 3.1 IN718合金单道次流变应力模型26-33
• 3.1.1 单道次流变应力模型的回归27-32
• 3.1.2 单道次流变应力模型的验证32-33
• 3.2 峰值应变与临界应变模型33-35
• 3.3 双道次软化率模型35-41
• 3.3.1 双道次软化率模型的回归35-41
• 3.3.2 双道次软化率模型的验证41
• 3.4 热连轧过程的流变应力模型41-42
• 3.5 结论42-43
• 第四章 流变应力模型在数值模拟中的应用与验证43-54
• 4.1 有限元模型的建立43-46
• 4.1.1 几何模型的建立43-44
• 4.1.2 温度场模型的建立44-46
• 4.1.3 有限元模型的建立46
• 4.2 轧制过程的数值模拟与轧制分析46-53
• 4.2.1 等效应变和等效应变速率变化47-48
• 4.2.2 等效应力变化48-49
• 4.2.3 轧制力预测与验证49-50
• 4.2.4 轧制速度对轧制力的影响50-53
• 4.3 结论53-54
• 第五章 结论54-55
• 参考文献55-60
• 附录60-61
• 在学研究成果61-62
• 致谢62

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘万辉;鲍爱莲;;热压缩7075铝合金流变应力特征[J];热加工工艺;2006年04期

2 王火生;傅高升;陈文哲;陈永禄;;易拉罐用铝材高温流变应力的方程描述[J];机械工程材料;2006年12期

3 王冠;李落星;刘波;李晓青;;6061铝合金高温流变应力方程参数反求[J];中国有色金属学报;2011年12期

4 蔺永诚;陈明松;钟掘;;42CrMo钢的热压缩流变应力行为[J];中南大学学报(自然科学版);2008年03期

5 周滨;申昱;陈军;崔振山;;高温流变应力曲线修正方法[J];上海交通大学学报;2009年05期

6 朱国辉;肖湖福;隋凤利;;纯铝和纯镍的冷变形流变应力模型及应用[J];安徽工业大学学报(自然科学版);2011年03期

7 张艳,党紫九;影响流变应力曲线测试的因素[J];北京科技大学学报;1997年01期

8 林高用,张辉,郭武超,彭大暑;7075铝合金热压缩变形流变应力[J];中国有色金属学报;2001年03期

9 林启权,张辉,彭大暑,林高用,王振球;热压缩2519铝合金流变应力特征[J];矿冶工程;2002年02期

10 李雄,张鸿冰,阮雪榆,罗中华,张艳;40Cr钢流变应力的分析及模拟[J];材料工程;2004年11期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 沙庆云;王道远;范丹宇;黄浩东;沙孝春;杨旭;;低碳钢热连轧过程中的平均流变应力的分析[A];中国金属学会2003中国钢铁年会论文集（4）[C];2003年

2 朱振华;袁鸽成;李仲华;吴其光;吴锡坤;;5A30铝合金热变形的流变应力及材料常数[A];低碳技术与材料产业发展研讨会论文集[C];2010年

3 李锡武;熊柏青;张永安;华成;王锋;朱宝宏;熊益民;;新型Al-Zn-Mg-Cu合金热变形流变应力特征[A];中国有色金属学会第十二届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2007年

4 李俊鹏;沈健;;7050高强铝合金高温塑性变形的流变应力研究[A];中国有色金属学会合金加工学术委员会2008学术年会论文集[C];2008年

5 陈孙艺;;屈服极限和流变应力以及塑性极限载荷的确定方法综述[A];第三届全国管道技术学术会议压力管道技术研究进展精选集[C];2006年

6 王沁峰;傅高升;王火生;陈永禄;陈文哲;;变形条件对易拉罐用铝材高温流变应力的影响[A];福建省科协第三届学术年会装备制造业专题学术年会论文集[C];2003年

7 袁晓波;张军良;李中奎;郑欣;张小明;周军;付洁;张廷杰;;一种新型Ni基电阻合金的热模拟加工流变应力[A];第十届全国青年材料科学技术研讨会论文集（C辑）[C];2005年

8 陈永禄;傅高升;陈文哲;;熔体处理对易拉罐用铝材高温压缩流变应力特征的影响[A];全国第十三届轻合金加工学术交流会论文集[C];2005年

9 闫飞昊;李士凯;王美娇;杨辉;;TB6合金热压缩流变应力行为[A];第十四届全国钛及钛合金学术交流会论文集（上册）[C];2010年

10 张青;李萍;薛克敏;;Ti-15-3合金的高温流变应力行为[A];第三届华东六省一市塑性工程学术年会论文集[C];2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 杨柳;CNTs/Al-Cu复合材料热加工变形行为的研究[D];重庆大学;2015年

2 蔡钢;BT25钛合金热变形行为研究[D];贵州大学;2015年

3 伍永刚;20钢轧制热模拟及组织结构研究[D];重庆大学;2015年

4 朱俊峰;IN718合金热连轧过程流变应力模型研究[D];安徽工业大学;2016年

5 王火生;易拉罐用铝材高温变形的流变应力行为及微观组织特征[D];福州大学;2004年

6 周继锋;中碳马氏体组织温压缩的流变应力及微观组织与力学性能[D];燕山大学;2006年

7 王小巩;抗大变形管线钢热变形行为及流变应力模型研究[D];燕山大学;2013年

8 葛磊;45~#、65Mn温变形流变应力及组织特性的研究[D];燕山大学;2012年

9 王沁峰;熔体处理对易拉罐用铝材热变形的流变应力与微观组织的影响[D];福州大学;2005年

10 曹秋野;棒材热连轧奥氏体再结晶过程及流变应力模拟研究[D];昆明理工大学;2006年

，

本文编号：658454