热等静压制备TC4合金内筋圆筒件的组织与力学性能

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作者 徐博 董添添 +3 位作者 邓太庆 易卓勋 徐岩 贾建波 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2257-2272,共16页

采用有限元模拟技术研究TC4合金内筋筒形件在热等静压(HIP)过程中的致密化行为,通过响应面技术获得优化的HIP工艺参数,并开展优化工艺条件下的HIP实验;分别对HIP制备TC4合金内筋筒形件的不同部位开展致密度、力学性能测试以及微观组织... 采用有限元模拟技术研究TC4合金内筋筒形件在热等静压(HIP)过程中的致密化行为,通过响应面技术获得优化的HIP工艺参数,并开展优化工艺条件下的HIP实验;分别对HIP制备TC4合金内筋筒形件的不同部位开展致密度、力学性能测试以及微观组织和断口形貌表征。结果表明:TC4合金内筋筒形件的外表面优先致密,筒壁和筒底芯部的致密度最高,HIP压力对致密化的影响高于保温保压时间对致密化的影响;HIP制件筒壁和筒底的组织致密均匀、室温拉伸性能接近,筒壁室温拉伸性能均略优。350℃时,筒壁和筒底的拉伸性能差值进一步缩小,抗拉强度保持率达到近70%。室温和350℃拉伸变形试样均以韧性断裂为主的断裂特征。 展开更多

关键词 tc4合金内筋筒形件 热等静压 致密化 微观组织 力学性能

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TC4钛合金筒形件分瓣热胀形工艺研究 被引量：4

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作者 曹秀中 韩秀全 +3 位作者 张涛 付明杰 马岩 黄春 《航空制造技术》 北大核心 2014年第4期89-91,共3页

研究了分瓣热胀形模具结构、模具材料及其工艺参数等对钛合金筒形件胀形精度的影响。结果表明，分瓣热胀形是高精度钛合金筒形件的一种有效成形方法，分瓣热胀形TC4钛合金φ200mmx700mm筒形件的径向尺寸精度和母线直线度分别达到±0... 研究了分瓣热胀形模具结构、模具材料及其工艺参数等对钛合金筒形件胀形精度的影响。结果表明，分瓣热胀形是高精度钛合金筒形件的一种有效成形方法，分瓣热胀形TC4钛合金φ200mmx700mm筒形件的径向尺寸精度和母线直线度分别达到±0.03mm和0.11-0.17mm。 展开更多

关键词 tc4钛合金 筒形件 热胀形 尺寸精度

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TC4钛合金薄壁筒形件反挤压成形及微观组织演化 被引量：4

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作者 李洪波 王琳 +1 位作者 田锋 徐蒙蒙 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期19-26,共8页

利用Thermecmaster-Z型热模拟试验机进行温度为850~1050℃、应变速率为0.01~1 s^(-1)的高温热压缩实验,分别构建了TC4钛合金在α+β两相区与β单相区的本构方程和动态再结晶模型。采用DEFORM-3D有限元分析软件对不同条件下TC4钛合金薄... 利用Thermecmaster-Z型热模拟试验机进行温度为850~1050℃、应变速率为0.01~1 s^(-1)的高温热压缩实验,分别构建了TC4钛合金在α+β两相区与β单相区的本构方程和动态再结晶模型。采用DEFORM-3D有限元分析软件对不同条件下TC4钛合金薄壁筒形件反挤压成形时的载荷-行程曲线、动态再结晶百分数及晶粒尺寸分布进行了模拟,并与实验进行对比。结果表明,在变形温度为1000℃,反挤压速度为100 mm·s^(-1)时,得到的反挤压件晶粒尺寸最小。此外,反挤压实验与数值模拟所获得的载荷-行程曲线基本相符,最大相对误差约8.7%;反挤压后各部位金相组织及晶粒尺寸差异较大,但均小于最大相对误差22.8%。 展开更多

关键词 tc4钛合金 薄壁筒形件 微观组织 反挤压 DEFORM-3D

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TC4钛合金盒形件超塑成形工艺 被引量：9

4

作者 王荣华 陈明和 +3 位作者 陈国亮 范平 李枫 周兆锋 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2008年第11期46-48,共3页

采用气压胀形方法对TC4钛合金某一特殊盒形结构件进行了超塑成形(SPF)。实验结果表明,在有限元模拟的基础上,成形温度为850℃,最大进气压力为1.5MPa时,成形时间为40min。超塑成形后的最佳取件温度为500℃。零件厚度分布率与有限元模拟... 采用气压胀形方法对TC4钛合金某一特殊盒形结构件进行了超塑成形(SPF)。实验结果表明,在有限元模拟的基础上,成形温度为850℃,最大进气压力为1.5MPa时,成形时间为40min。超塑成形后的最佳取件温度为500℃。零件厚度分布率与有限元模拟结果大致相符合,减薄率最大处达53.7%。该工艺条件下成形的零件,其微观组织变化不大。 展开更多

关键词 tc4(Ti-6A1-4V)钛合金 盒形件 超塑成形 有限元模拟 微观组织

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TC4钛合金复杂方锥形件热介质成形工艺仿真研究 被引量：4

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作者 郎利辉 刘康宁 +1 位作者 蔡高参 郭禅 《航空制造技术》 北大核心 2013年第16期109-112,共4页

利用热介质成形技术对TC4钛合金复杂方锥形零件进行了拉深过程计算分析,并与传统热冲压工艺的模拟结果进行了对比。结果表明,热介质成形工艺中运用柔性的固体颗粒介质代替刚性凸模,能有效改善成形零件的壁厚均匀性,降低起皱趋势,提高成... 利用热介质成形技术对TC4钛合金复杂方锥形零件进行了拉深过程计算分析,并与传统热冲压工艺的模拟结果进行了对比。结果表明,热介质成形工艺中运用柔性的固体颗粒介质代替刚性凸模,能有效改善成形零件的壁厚均匀性,降低起皱趋势,提高成形质量。 展开更多

关键词 tc4钛合金 方锥形件 热介质成形 数值模拟

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内筋参数对镁合金带内筋筒形件热强旋成形材料流动的影响 被引量：6

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作者 夏琴香 江鹏 +1 位作者 龙锦川 肖刚锋 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期1-7,共7页

基于ABAQUS/explicit平台构建了ZK61镁合金带内筋筒形件热强旋成形时热力耦合有限元模型,探索了热强旋成形过程中材料的流变特性,研究了内筋参数(内筋形状和内筋个数)对材料流动及内筋充填的影响规律,并通过试验对构建的热力耦合有限元... 基于ABAQUS/explicit平台构建了ZK61镁合金带内筋筒形件热强旋成形时热力耦合有限元模型,探索了热强旋成形过程中材料的流变特性,研究了内筋参数(内筋形状和内筋个数)对材料流动及内筋充填的影响规律,并通过试验对构建的热力耦合有限元模型的可靠性进行了验证。结果表明:内筋的成形主要靠坯料的内层材料沿径向的流入,内层材料在内筋两侧产生分流,一部分材料沿径向流动形成内筋,剩余部分沿切向流动形成壁部;采用梯形内筋及增加内筋个数有利于内筋的填充;模拟获得的筋高不均匀度、壁厚及筋高与试验结果的相对误差小于8%,验证了有限元模拟结果的准确性。 展开更多

关键词 ZK61镁合金 带内筋筒形件 内筋参数 热强旋 材料流动

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镁合金带内筋筒形件热强旋成形质量及参数优化 被引量：7

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作者 夏琴香 江鹏 +2 位作者 肖刚锋 程秀全 龙锦川 《精密成形工程》 北大核心 2022年第5期1-7,共7页

目的探明镁合金带内筋筒形件热强旋成形质量影响因素间的相互作用,并获得优化后的内筋数量及工艺参数。方法设计了五因素、三水平正交试验方案,开展了灰色关联度分析及极差分析,研究了内筋数量及工艺参数对旋压件直线度、圆度、筋背凹... 目的探明镁合金带内筋筒形件热强旋成形质量影响因素间的相互作用,并获得优化后的内筋数量及工艺参数。方法设计了五因素、三水平正交试验方案,开展了灰色关联度分析及极差分析,研究了内筋数量及工艺参数对旋压件直线度、圆度、筋背凹陷率、内筋饱和度、筋高不均匀度等成形质量指标影响的主次顺序,获得了最优的参数组合。结果各参数对旋压件成形质量的综合影响主次顺序为:内筋个数N>管坯壁厚t_(0)>减薄率ψ_(t)>成形温度T>进给比f,最优的参数组合为N=12、t_(0)=8 mm、ψ_(t)=70%、T=350℃、f=0.4 mm/r。结论通过在最优的参数组合下开展热强旋试验,可制备出质量合格的镁合金带内筋筒形件。 展开更多

关键词 ZK61镁合金 带内筋筒形件 正交试验 热强旋 灰色关联度

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TC4钛合金锥形件叠层超塑成形工艺研究 被引量：2

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作者 刘胜京 张军 +2 位作者 雷海龙 陈福龙 孟庆磊 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2014年第17期155-159,164,共6页

为了提高锥形件超塑成形效率,提出了叠层超塑成形工艺及高温进出炉成形方案,并采用正反向超塑成形方法以提高壁厚分布均匀性。通过对超塑成形过程自由胀形阶段与贴模成形阶段进行的力学解析,得到了最佳等效应变速率条件下的气压加载曲... 为了提高锥形件超塑成形效率,提出了叠层超塑成形工艺及高温进出炉成形方案,并采用正反向超塑成形方法以提高壁厚分布均匀性。通过对超塑成形过程自由胀形阶段与贴模成形阶段进行的力学解析,得到了最佳等效应变速率条件下的气压加载曲线。以此为基础,对单层正向成形、单层正反向成形及双层正反向成形进行了920℃超塑成形实验研究。结果表明,正反向成形可显著改善锥形件壁厚均匀性。在双层正反向成形条件下,锥形件最大截面圆度为0.05 mm,最小壁厚为1.01 mm,型面尺寸及壁厚分布均满足使用要求,下层零件的壁厚均匀性较差。叠层超塑成形工艺及900℃装出炉方案可行有效,可使锥形件超塑成形效率提高1倍以上。 展开更多

关键词 叠层超塑成形 tc4钛合金 锥形件 正反向超塑成形 壁厚分布

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TC6合金筒形件反挤压过程变形分析 被引量：3

9

作者 王小彬 梅瑞斌 +4 位作者 范勇 朱峰 梁雁斌 胡晓 王东歌 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2013年第5期97-100,103,共5页

基于刚塑性有限元的拉格朗日乘子法建立了三维热—力耦合模型,并对TC6钛合金在不同摩擦因子、凸模速度和变形温度下筒形件反挤压过程的载荷和应力、应变分布规律进行了数值分析。结果表明:坯料心部金属主要产生压缩变形,边部金属发生剪... 基于刚塑性有限元的拉格朗日乘子法建立了三维热—力耦合模型,并对TC6钛合金在不同摩擦因子、凸模速度和变形温度下筒形件反挤压过程的载荷和应力、应变分布规律进行了数值分析。结果表明:坯料心部金属主要产生压缩变形,边部金属发生剪切变形,边缘底部金属变形量最大。在初始接触阶段,载荷增加缓慢,随后急剧增加;变形进入稳定阶段后,载荷变化幅度不大。随着凸模速度和摩擦力增大以及变形温度降低,载荷增加。凸模速度为10mm/s,变形温度900℃时,TC6钛合金筒形反挤压变形均匀。 展开更多

关键词 tc6钛合金 筒形件 刚塑性有限元 反挤压

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TC4合金筋板结构件锻造过程的三维数值模拟 被引量：2

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作者 贺子健 李淼泉 于卫新 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2010年第11期106-109,共4页

采用三维刚粘塑性有限元法对一复杂筋板结构件整体成形过程进行三维热力耦合数值模拟,得到了成形过程中金属的流动规律以及应力、应变场的分布情况,从而揭示了筋板结构件的成形规律。结果表明,筋板结构件的塑性变形主要集中在加强筋成... 采用三维刚粘塑性有限元法对一复杂筋板结构件整体成形过程进行三维热力耦合数值模拟,得到了成形过程中金属的流动规律以及应力、应变场的分布情况,从而揭示了筋板结构件的成形规律。结果表明,筋板结构件的塑性变形主要集中在加强筋成形部位,该部位是大应力应变的集中区域,也是折叠、充填不满等成形缺陷集中出现的区域。该研究对其他种类筋板结构件的成形具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 tc4合金 筋板结构件 等温成形 数值模拟

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镁合金带内筋筒形件热强旋成形织构演变

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作者 袁帅 夏琴香 +1 位作者 肖刚锋 龙锦川 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期700-712,共13页

通过宏−细观耦合模拟,研究不同温度和减薄率下镁合金带内筋筒形件壁部和筋部织构的演变规律,并结合宏观和细观分析对织构演变原因进行探究。结果表明,热强旋过程中晶粒c轴朝平行于旋压件径向偏转。减薄率相同时,壁部晶粒由于较大的径向... 通过宏−细观耦合模拟,研究不同温度和减薄率下镁合金带内筋筒形件壁部和筋部织构的演变规律,并结合宏观和细观分析对织构演变原因进行探究。结果表明,热强旋过程中晶粒c轴朝平行于旋压件径向偏转。减薄率相同时,壁部晶粒由于较大的径向压应力作用产生比筋部更大的偏转角度;滑移系累积剪应变随减薄率增加具有与宏观真实应变一致的线性增大特点,这将引起织构强度的不断增加。温度对织构类型影响显著,旋压件在较低温度时保持坯料基面板织构特征,随温度的增加,晶粒c轴发生大角度偏转,板织构特征减弱;随着温度的升高,筋部应变量相比壁部具有更大的增幅,这是温度对筋部织构强度影响更为显著的原因。 展开更多

关键词 镁合金 带内筋筒形件 热强旋 织构演变 宏−细观耦合模拟

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