本文關鍵詞：支承輥材料Cr5鋼的熱變形行為及微觀組織仿真技術研究

  更多相關文章： Cr5鋼 Hansel-Spittel模型 動態(tài)再結晶模型 微觀組織演變 數(shù)值模擬

【摘要】：支承輥是軋鋼設備的核心部件,由于其工作環(huán)境惡劣,一般體積較大,重量較重,對其質量要求也較高,是大型鍛件的典型代表。支承輥一般情況下都是小批量甚至是單件生產(chǎn),鍛件質量大,消耗資源多,生產(chǎn)成本高,不允許出現(xiàn)鍛造失敗。顯然傳統(tǒng)的經(jīng)驗主義和試錯方法已不能滿足現(xiàn)代的鍛造需求。因此,研究支承輥材料的熱變形特性,建立相關的模型,運用數(shù)值模擬技術,對支承輥鍛造過程的形狀變化和微觀組織演化進行模擬,從而優(yōu)化鍛造工藝,可以代替部分實際鍛造試驗,縮短產(chǎn)品周期,降低生產(chǎn)費用,是研究大鍛件材料變形特性、實現(xiàn)控形控性最有力的手段。本文選取支承輥用材料Cr5鋼為研究對象,通過熱模擬試驗和金相試驗獲得大量的試驗數(shù)據(jù),并以此為依據(jù),建立該種材料的熱變形流動應力模型和動態(tài)再結晶模型。在Gleeble-1500D熱模擬試驗機上對Cr5試樣進行壓縮,得到的流變應力曲線具有典型動態(tài)再結晶特征。基于Hansel-Spittel模型建立該材料的流動應力模型,通過與試驗數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)該模型能很好的描述Cr5鋼的流變應力特征。基于動態(tài)材料模型,建立反映Cr5鋼可加工性能的熱加工圖,通過分析合理制定熱加工工藝參數(shù)。運用加工硬化率的方法,建立Cr5鋼的動態(tài)再結晶臨界應變模型。通過流變應力曲線和定量金相試驗,建立Cr5鋼的動態(tài)再結晶百分數(shù)模型和晶粒尺寸模型。將上述模型導入FORGE軟件對Cr5鋼的熱壓縮過程進行模擬,其結果與試驗結果吻合較好,表明可以用上述模型來模擬Cr5鋼熱變形過程的微觀組織演化,并用FORGE-3D對支承輥鍛造過程的宏微觀變化進行了模擬仿真。
【關鍵詞】：Cr5鋼 Hansel-Spittel模型 動態(tài)再結晶模型 微觀組織演變 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：河南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.1;TG333
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-8
• 第1章 緒論8-13
• 1.1 引言8-9
• 1.2 大型鍛件發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.3 塑性成形數(shù)值模擬技術發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.3.1 流動應力模型10-11
• 1.3.2 微觀組織演化模型11-12
• 1.4 課題研究的意義及主要內容12-13
• 1.4.1 課題研究意義12
• 1.4.2 課題研究的主要內容12-13
• 第2章 試驗材料與方法13-20
• 2.1 引言13-14
• 2.2 熱壓縮試驗14-17
• 2.2.1 實驗材料14
• 2.2.2 試驗方法14
• 2.2.3 實驗設備14-15
• 2.2.4 試樣制備15-16
• 2.2.5 試驗過程16-17
• 2.3 金相試驗17-19
• 2.3.1 金相試樣制備17-18
• 2.3.2 腐蝕劑的配制18-19
• 2.3.3 金相試樣的腐蝕19
• 2.4 本章小結19-20
• 第3章 基于Hansel-Spittel模型的Cr5鋼熱變形行為研究20-36
• 3.1 引言20
• 3.2 本構關系基本理論20-21
• 3.3 流變應力的影響因素21-22
• 3.3.1 溫度對流變應力的影響21
• 3.3.2 應變對流變應力的影響21-22
• 3.3.3 應變速率對流變應力的影響22
• 3.4 Cr5鋼在不同變形條件下的真應力-真應變曲線22-25
• 3.5 Cr5鋼熱變形流變應力本構模型的建立25-28
• 3.5.1 m3，，m8的求解25-26
• 3.5.2 m1，m5，m9的求解26
• 3.5.3 m2，m4，m7的求解26-27
• 3.5.4 A的求解27-28
• 3.6 本構方程的驗證28-29
• 3.7 Cr5鋼熱塑性變形過程加工圖的研究29-35
• 3.7.1 耗散圖的建立29-32
• 3.7.2 失穩(wěn)圖的建立32-34
• 3.7.3 熱加工圖的建立34-35
• 3.8 本章小結35-36
• 第4章 Cr5鋼熱變形過程動態(tài)再結晶行為研究36-55
• 4.1 引言36
• 4.2 動態(tài)再結晶機理36-37
• 4.3 Cr5材料動態(tài)再結晶模型的建立37-54
• 4.3.1 動態(tài)再結晶臨界應變模型與峰值應變模型37-41
• 4.3.2 動態(tài)再結晶模型41-42
• 4.3.3 動態(tài)再結晶模型系數(shù)的求解42-49
• 4.3.4 晶粒長大模型49-54
• 4.4 本章小結54-55
• 第5章 支承輥材料Cr5鋼熱變形過程數(shù)值模擬55-70
• 5.1 引言55
• 5.2 圓柱試樣熱壓縮過程模擬方案的確定55-58
• 5.2.1 3D模型的導入55-56
• 5.2.2 材料模型的導入56-58
• 5.3 圓柱試樣熱壓縮的仿真結果及分析58-63
• 5.3.1 力學參數(shù)仿真結果及分析58-60
• 5.3.2 動態(tài)再結晶百分數(shù)仿真結果及分析60-61
• 5.3.3 動態(tài)再結晶晶粒尺寸仿真結果及分析61-63
• 5.4 支承輥鍛造工藝的確定63-65
• 5.4.1 鍛造工藝的制定63-64
• 5.4.2 有限元模型的建立64-65
• 5.5 支承輥鍛造過程仿真結果及分析65-68
• 5.5.1 宏觀變形仿真結果及分析65-66
• 5.5.2 溫度場仿真結果及分析66-67
• 5.5.3 等效應變仿真結果及分析67
• 5.5.4 動態(tài)再結晶仿真結果及分析67-68
• 5.6 本章小結68-70
• 第6章 結論70-71
• 參考文獻71-75
• 致謝75-76
• 攻讀學位期間的研究成果76

【參考文獻】

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張浩;重軌萬能軋制物理模擬與多場耦合數(shù)值模擬[D];燕山大學;2011年

本文編號：1076737