钛合金轴类件楔横轧关键技术研究

发布时间：2023-11-04 08:51

　　装备的轻量化在航空航天和汽车等事业的发展中起着至关重要的作用。钛合金综合性能优良,比强度高,是实现轻量化的最佳材料之一。但其轴类件的传统加工方法具有一定局限性,因而开展钛合金轴类件楔横轧近净成形关键技术研究。利用楔横轧成形轴类件的有利优势生产钛合金轴类件,解决了传统加工方法(切削、锻造和铸造等)加工钛合金轴类件时成形困难,工序繁琐,精度不够等问题,进一步提高生产效率、材料利用率和产品质量。采用DEFORM-3D宏微观数值模拟,钛合金轴类件楔横轧轧制实验和金相实验相结合的研究方法,系统地研究了TC4钛合金轴类件楔横轧成形过程中的宏观质量影响因素和微观组织演变规律。(1)宏观方面:初步确定钛合金楔横轧工艺参数和轧制参数的基础上,进行数值模拟。研究了工艺参数和坯料尺寸对TC4钛合金楔横轧轴类件端部质量影响规律及影响主次顺序;基于正交试验设计法,探究了工艺参数和轧制参数对缩颈量的影响规律,获得了最优参数组合,并应用统计数据软件SPSS,得到各参数与缩颈量的线性回归方程;探究了工艺参数对TC4钛合金楔横轧力能参数的影响规律,并研究了各工艺参数对轧制力矩影响的主次顺序。(2)微观方面:通过α+β两...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 楔横轧工艺的发展与应用
    1.2 钛合金轴类件楔横轧研究现状
    1.3 钛合金的简介
        1.3.1 钛合金的应用
        1.3.2 钛合金的分类
        1.3.3 钛合金的微观组织
    1.4 课题意义与主要内容
        1.4.1 课题意义
        1.4.2 课题主要内容
2 钛合金楔横轧端部质量影响分析
    2.1 有限元模型的建立
    2.2 凹心产生机理分析
    2.3 凹心值测量方法
    2.4 各工艺参数对端部质量的影响
        2.4.1 工艺参数
        2.4.2 成形角对端部质量的影响
        2.4.3 展宽角对端部质量的影响
        2.4.4 断面收缩率对端部质量的影响
        2.4.5 坯料尺寸对端部质量的影响
        2.4.6 工艺参数对端部质量的影响主次
    2.5 本章小结
3 钛合金楔横轧轧件缩颈影响分析
    3.1 缩颈量测量
        3.1.1 缩颈条件分析
        3.1.2 缩颈测量计算
    3.2 试验方案及结果
        3.2.1 试验因素与水平
        3.2.2 试验结果
    3.3 试验结果分析
        3.3.1 极差分析
        3.3.2 方差分析
        3.3.3 缩颈量回归方程
    3.4 本章小结
4 钛合金楔横轧力能参数分析
    4.1 力能参数的理论计算
    4.2 工艺参数的确定
    4.3 工艺参数对力能参数的影响
        4.3.1 成形角
        4.3.2 展宽角
        4.3.3 断面收缩率
        4.3.4 坯料直径
        4.3.5 工艺参数对力能参数的影响主次分析
    4.4 本章小结
5 钛合金楔横轧微观组织演变规律研究
    5.1 TC4 钛合金本构方程与动态再结晶方程
        5.1.1 TC4 钛合金本构方程
        5.1.2 TC4 钛合金动态再结晶方程
    5.2 α+β两相区动态再结晶体积分数的模拟分析
        5.2.1 α+β两相区模拟工艺参数确定
        5.2.2 α+β两相区轧制各阶段动态再结晶体积分数分析
        5.2.3 α+β两相区轧制温度对动态再结晶体积分数的影响
        5.2.4 α+β两相区轧制速度对动态再结晶体积分数的影响
        5.2.5 α+β两相区断面收缩率对动态再结晶体积分数的影响
    5.3 β单相区轧制微观组织分析
        5.3.1 β单相区模拟工艺参数确定
        5.3.2 β 单相区轧制各阶段动态再结晶体积分数分析
        5.3.3 β 单相区轧制温度对晶粒尺寸的影响
        5.3.4 β 单相区轧制速度对晶粒尺寸的影响
        5.3.5 β 单相区断面收缩率对晶粒尺寸的影响
    5.4 CA法模拟分析
        5.4.1 动态再结晶CA模型建立
        5.4.2 CA法模拟结果分析
    5.5 本章小结
6 TC4 钛合金楔横轧轧制实验与金相实验
    6.1 实验准备
        6.1.1 楔横轧轧制实验
        6.1.2 金相实验
    6.2 端部质量实验分析
    6.3 缩颈实验分析
    6.4 力能参数实验分析
    6.5 α+β两相区轧制微观组织分析
        6.5.1 轧制温度对α+β两相区TC4 显微组织的影响
        6.5.2 轧制速度对α+β两相区TC4 显微组织的影响
        6.5.3 断面收缩率对α+β两相区TC4 显微组织的影响
        6.5.4 冷却方式对α+β两相区TC4 显微组织的影响
    6.6 β单相区轧制微观组织分析
        6.6.1 轧制温度对β单相区TC4 显微组织的影响
        6.6.2 轧制速度对β单相区TC4 显微组织的影响
        6.6.3 断面收缩率对β单相区TC4 显微组织的影响
        6.6.4 冷却方式对β单相区TC4 显微组织的影响
    6.7 本章小结
7 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
在学所获成果
致谢



本文编号：3859977