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无锡国劲合金有限公司
无锡国劲合金有限公司
阅读：293发布时间：2017-4-15
无锡国劲合金*销售汽车、核火电站、石油化工、造船等行业用圆钢、锻件、锻环等产品。
21-4NWNb合金粉末的选区激光熔化成形是当今快速成型制造领域的重点研究对象,目前该领域已经在国家和生物医疗等领域重点应用,但是成形过程激光与粉末反应剧烈,容易形成较大的温度梯度,引起热应力,从而形成缺陷影响成形件质量。因此,探究高温合金粉末成形机理,分析温度场与应力场分布规律,对高温合金粉末成形工艺有重要指导意义。本文利用有限元模拟软件,建立三维瞬态有限元模型,将激光热源近似为高斯分布,考虑相变潜热与材料非线性问题,设计生死单元和参数化语言命令流,实现镍基高温合金成形过程的温度场模拟与应力场模拟。主要对单道扫描、单层扫描、块体成形的温度场进行了分析,着重研究了扫描过程中的温度分布、扫描线变向转接处的温度分布和整个时间历程上的温度分布情况。讨论了扫描速度和激光功率对温度场影响,熔池尺寸随着激光功率的增加而增大,瞬时高温度随着扫描速度的减小而增大,熔池前端的温度梯度较大。选出了合适的工艺参数,并探讨了导致温度变化和温度梯度的原因。在温度场模拟的基础上,分析了应力场分布的变化规律,主要针对过程中的应力分布、扫描线变向转接处的应力分布和冷却到室温的应力分布进行了分析。在成形件表面主要以拉应力为主,基板上主要以压应力为主。扫描过程中应力集中主要发生在扫描线之间与扫描线变向转接处,冷却到室温时残余应力以拉应力为主,集中在成形件边界和四角上,在扫描线变向转接处出现较大的拉应力,等效应力主要集中在成形件四角和边界上,这些应力是造成翘曲与裂纹的主要原因。利用模拟结果进行合金粉末的成形试验,成功验证了模拟的可靠性,并制造出致密度良好的块体成形件。后对成形过程的影响因素和成形过程容易产生的缺陷进行了分析,有限元模拟在缺陷形成上的预测较为成功。
镍基高温合金GH4169热模拟压缩实验结果表明:变形温度的升高和应变速率的减小使该合金高温变形时的峰值应力和稳态应力显著降低,变形温度会影响其进入稳态变形时变形程度的大小.基于高温合金GH4169高温变形时的流动应力特征,运用模糊神经网络理论建立了该合金高温变形时的流动应力模型.计算与实验的流动应力的大误差为10.18%,平均误差为2.11%,该模型的计算精度明显高于由回归法建立的高温合金GH4169高温变形时的流动应力模型。
固溶处理对GH4169合金微观组织的影响,探讨了晶粒长大规律。通过热模拟试验,系统地研究了固溶淬火态GH4169合金的高温压缩变形行为,得出了流变应力与热变形参数之间的关系方程;采用金相、EBSD和TEM等分析手段,探讨了GH4169合金在高温变形过程中的微观组织演化规律,分析了热变形参数对动态再结晶体积分数的影响,同时,重点研究了预析出δ相对GH4169合金压缩变形行为的影响。对不同固溶处理条件下GH4169合金的微观组织观察结果表明,随着固溶温度的升高,δ相的数量逐渐减少并由短棒状向颗粒状转变,其*溶解温度范围为1000~1050℃;合金的晶粒尺寸随固溶温度的升高和保温时间的延长而增大。低于δ相溶解温度固溶处理,δ相的存在会抑制晶粒长大,高于δ相溶解温度固溶处理,晶粒尺寸随固溶温度的升高快速长大。硬度测试结果表明,材料的硬度随固溶温度的升高和保温时间的延长而降低,硬度值与晶粒尺寸的关系符合H-P公式。对1100℃固溶淬火态GH4169合金的热模拟试验结果表明,动态再结晶是GH4169合金高温压缩变形过程中的重要软化机制;通过回归方法得到的该固溶淬火态GH4169合金的热变形激活能为472kJ/mol,压缩变形过程中流变应力与热变形参数之间的关系可用以下方程来描述:对GH4169合金热模拟试样的微观组织分析表明,动态再结晶的体积份数随变形温度的升高和应变速率的降低而增大,变形量的增加有助于动态再结晶过程趋于*。研究发现,在实验变形条件范围内,固溶处理残余的δ相使GH4169合金高温变形的峰值应力降低。残余δ相含量为3.9%时,材料的热变形激活能减少至381kJ/mol。微观组织分析表明,在相同的变形条件下,固溶处理残余的δ相促进了GH4169合金动态再结晶过程的进行。
*时效对GH4169合金的显微组织和动态拉伸性能及变形行为的影响规律及机制.结果表明,应变速率为101—102 s-1时,合金强度受时效时间影响显著,断裂延伸率随时效时间的延长呈降低趋势,在时效500 h后基本保持不变;高应变速率(103 s-1)条件下,*时效对合金强度无明显影响,而断裂延伸率受时效时间的影响显著,*时效造成的合金塑性劣化现象提前发生.高应变速率变形过程中,位错运动受阻来不及释放,在时效0—1000 h范围内,合金未出现强化相峰值尺寸效应,强度受时效时间的影响并不明显.*时效后GH4169合金晶界δ相附近无析出带的产生,导致动态载荷下晶界塑性变形的协调能力降低,应变速率为103 s-1时,合金塑性在短时间时效后迅速下降。
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