宽砧强压锻造效果的常温模拟实验研究.PDFVIP

维普资讯 宽砧强压锻造效果的常温模拟实验研究 清华大学 谢冰 曹起骧 叶绍英 钟杰 德 阳大型铸锻件研 究所 杨正汉 孙唯林等 【提要 】本文运用密栅云纹法和孔 穴1；界闭合 气动测定仪常温模拟研 究轴类大 型锻件宽砧强压锻造时的变形规律，得出单砧、连砧和翻转拔长时模拟孔穴临界闭 合效果，以及应变分布特征，获得一些新 的成果和新的认识。 一 、 概 述 大锻件锻实效果的模拟研究，通常通过 冶金设备、发电设备、石油化工设备和 两条途径：一是在模型内人造各种 缺 陷 孔 远洋巨轮等的大型化和超大型化，迫切要求 穴，考察不 同锻造工艺和参数下缺陷孔 的闭 锻造行业生产 出高质量的大型锻件。 合效果；二是研究试件内部的位移、应变和 锻造不仅为了成形。通过锻造 锤 炼 金 应力的分布、符号和大小，认为锻造时能够 属，锻合钢锭内部的疏松和微孔，打碎网状 达到较大的等效应变和负的应力球张量时对 碳化物，细化铸态组织，以及扩散偏析，这 锻实效果有利。此外还有其它方法。在常温 是锻造的重要 目的。大锻件内部质量控制研 塑性变形模拟实验研究中，对位移、应变、 究的核心，就是利用功率有限的锻压设备高 应力和流动规律的测试手段，主要 有 网 格 效地锻透和压实 日益重型化的锭材。 法、视塑性法、光塑性法、密栅云纹法等。 大锻件的锻造是在高温高压下进行的， 密栅云纹法适用于多种模型林料的测试，其 加以工件体大件重，加工周期长，耗资大， 特点是：能直接获得试件变形 的等位移场； 要在实物上研究加工工艺和变形规律是相当 云纹图象直观，便于观察变形体的塑性流动 困难的。因此要依靠模拟研究，包括数值模 特征；量测范围广，量测精度和灵敏度高； 拟和物理模拟，尤其后者是大锻件模拟研究 全场数据采集和处理工作量小，便于信息处 的基础。大锻件模拟实验可以分为常温模拟 理 自动化。本研究选择密栅云纹法。 实验和高温模拟实验。常温模拟实验研究， 二、单砧拔长变形规律模拟研究 就是通过常温下的填型实验来研究高温状态 下金属成形的某些重要规律。它可以简化模 选用铅为扭拟村 。 件为4O×4cn1m 拟程序，改善梗拟条件，节省研究经费，所 的力 ， 用以模拟360c×3GO0Ii1．~1．热 锻 钢 以我们选择常温模拟实验研究。 坯，相似系数为1／90。模型和 物的锻造参 常温模拟实验用 的模型材料，主要有铅 数，如砧宽比 ／H 。和压下车AH ／H 。，都 和塑泥，大量试验证 明它们都能满足塑性模 保持相同。：型和实物边界条件 相 似， 砧 拟准则的要求，可以用于模拟研究高温状态 型、加载性质、加载部位、加载方向和路径 下钢的塑性变形。我们选用铅作为 模 型 材 都一样。为了使模拟实验时工件和砧的摩擦 料 。 系数与实际锻造时的大致相同，采用不加漓 24 维普资讯 滑剂、表面粗糙度月 值为lO～2Om的砧子， 佳砧宽比时，应该综