论文部分内容阅读
随着汽车与装备制造业的快速发展,高性能基础零部件的需求量不断上升,对复杂功能零部件的高性能精确成形技术提出更高要求。在机械装备制造业中,螺旋体被广泛应用,其加工方式多为切削成形,存在浪费材料、降低成形性能和生产效率低的缺点,因此,探索楔横轧螺旋回转体的高性能精确成形技术至关重要。本文以TD16为研究对象,进行了螺旋回转体模具的优化和高温塑性变形动态再结晶演变规律的研究。 在高温塑性变形下,微观组织发生的一系列变化为温度、应变速率和应变等诸多因素共同作用的结果。研究材料在热变形过程中微观组织的演变规律,获得各种微观组织演变的数学模型,是预测材料微观组织的基础工作。热模拟实验获得的流变应力曲线能清楚地反映材料在变形时的组织演变行为。本文主要通过实验研究了TD16的高温塑性流变行为与动态再结晶的演变规律。本研究的主要内容如下: (1)使用 Gleeble-3500型热模拟试验机对 TD16进行热模拟压缩变形实验,探索该材料在温度(850℃、950℃、1050℃和1150℃)和应变速率(0.01s-1、0.1s-1、1.0s-1和10s-1)条件下的热塑性变形行为。研究温度与应变速率对真应力-应变曲线的影响规律,结合金相组织分析,阐明真应力-应变曲线发生变化的原因。通过回归分析计算,建立 TD16的峰值流变应力的本构模型。 (2)根据热压缩变形的实验数据与动态再结晶的分析,研究该钢动态再结晶的影响因素,并通过线性和非线性回归计算建立 TD16的临界应变模型、动态再结晶的动力学与运动学模型和晶粒尺寸模型。 (3)将优化后的螺旋回转体模具导入 DEFORM-3D中进行有限元模拟,利用DEFORM-3D的后处理功能,在螺旋回转体轧制成形过程中对应力场、应变场和动态再结晶的演变规律进行分析研究,为轧件具有均匀细小的晶粒尺寸和良好的机械性能提供理论基础。 本研究通过板式楔横轧螺旋回转体高温塑性变形的本构关系和动态再结晶的演变规律研究得到的成果,对提高轧件的产品质量及机械性能、推广和使用板式楔横轧技术具有重要的科学意义和价值。