镍基合金圆柱形热模拟试样热变形后鼓形的有限元研究

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典型零件形体的热变形模型及其有限元仿真

典型零件形体的热变形模型及其有限元仿真金少搏;赵凤霞;李纪峰【摘要】随着精密技术的精度不断提高,温度变化引起零件形变带来的影响不容忽视,为了解决此问题,根据弹性力学和热力学理论,建立了典型零件形体的热变形模型,利用ANSYS有限元分析软件对典型零件形体的热变形误差及其分布进行了仿真,并进行了模型实验验证,给出了实例应用的分析,说明了热变形模型在公差与配合中的应用.结果表明,所建立的模型考虑了热应力的影响,相对于传统计算方法更加合理可靠,为合理进行零件的公差与配合设计提供了理论依据和参考.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2018(000)007【总页数】4页(P9-12)【关键词】热变形模型;ANASYS;有限元仿真;典型零件;圆柱孔轴【作者】金少搏;赵凤霞;李纪峰【作者单位】郑州大学机械工程学院,河南郑州 450001;郑州大学机械工程学院,河南郑州 450001;郑州大学机械工程学院,河南郑州 450001【正文语种】中文【中图分类】TH16;TH1241 引言随着精密技术的精度不断提高，温度变化带来的影响愈来愈大，甚至成为制约精度的决定因素，并使传统的热变形误差理论失去作用[1]。

近年来，文献[2-5]中对轴类、孔类零件在均匀温度场和非均匀温度场下的热变形规律进行了研究和探索。

文献[6]中以有限元为工具，研究了稳态场下圆柱筒尺寸变化规律；文献[7]中基于ANSYS对主轴热变形进行了建模与预测分析；文献[8]中对模块化工具系统中非线性温度下的主轴热变形位移量进行了数学建模，并提出了补偿模型。

但以上研究大都针对孔轴零件进行热变形研究，对球类、板类零件研究较少。

基于弹性力学和热力学建立了典型零件形体的热变形数学模型，基于ANSYS有限元分析软件对典型零件形体的热形误差及其分布进行了仿真，并进行了实验验证，最后进行了实例应用分析。

2 典型零件形体的热变形模型圆柱孔类、轴类、板类、球类零件是机械结构中的典型的基本零件形体。

基于微观胞元的镍基单晶合金应力松弛数值模拟

ＺｅｎｇＪｕｎ，ＤｉｎｇＺｈｉｐｉｎｇ，ＦａｎｇＪｉａｎｈｕｉ，ＢａｉＸｉａｏｐｅｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＺｈｕｚｈｏｕＨｕｎａｎ４１２００７，Ｃｈｉｎａ）
第２７卷第４期
２０１３年７月
湖
南
工
业
大
学
学
报
Ｖｏ１．２７ＮＯ．４
ＪｏｕｎａｒｌｏｆＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｊｕｌｙ２０１３
ｃｅｌｌｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃｓｃｌｅａｍｅｃｈａｎｉｃａｌｍｏｄｅｌｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．ＵｓｉｎｇｈｅｔｂｉｌｉｎｅａｒｆｏｌｌｏｗＨｉｌｌｈａｒｄｅｎｉｎｇｍｏｄｅｌ，ｍａｄｅｉｎｉｆｔｅｅｌｅｍｅｎｔｎｕｍｅｉｃｒａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｅｎｓｉｏｎ／ｔｏｒｓｉｏｎｃｙｃｌｉｃｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｌｏａｄｉｎｇｏｎｈｅｔｓｍｐａｌｅｓ．Ｉｔｉｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｈｅｔｓｍｐａｌｅａｘｉｓｓｈｏｗｅｄｓｔｒｅｓｓｒｅｌａｘｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒａｎｄｉｎｅｌａｓｔｉｃｄｅｆｏｒｍａｉｏｔｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｕｎｄｅｒｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｓｙｍｍｅｔｒｉｃｃｙｃｌｉｃｌｏａｄｉｎｇ．Ｔｈｅｍａｒｉｔｘｐｈａｓｅａｐｐｅｒｅａｄｐｌａｓｔｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎａｔｉｒｆｓｔａｎｄｌｅｄｔｏｌｏｗｃｙｃｌｅｆａｔｉｇｕｅｄａｍａｇｅ．Ｔｈｅｎｕｍｅｉｃｒａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｕｎｄｈａｔｔｔｈｅｂｏｕｎｄａｒｙｓｒｅｔｓｓｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎａｐｐｅｒｅａｄｗｉｈｔａｓｉｎｇｌｅｃｅｌｌｆｏｒｔｅｎｓｉｏｎ — ｔｏｒｓｉｏｎｉｓｄｐｌａｃｅｍｅｎｔｌｏａｉｎｄｇ，ｉｔｉｓｎｏｔｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｈｔｅｘｐｅｉｍｅｒｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ．Ｗｈｉｌｅｕｓｉｎｇｍｕｌｉｔ — ｃｅｌｌｍｏｄｅｌｃｏｕｌｄａｖｏｉｄｔｈｉｓｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ，ｉｔｃａｎｂｅｔｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｅｓｔｒｅｓｓｒｅｌａｘａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｕｎｄｅｒａｓｙｍｍｅｔｒｉｃｃｙｃｌｉｃｌｏａｄｉｎｇａｔｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｓｔｕｄｙｓｔｒｅｓｓｗｅａｋｅｎｄａｍａｇｅｏｒｆｓｉｎｇｌｅｃｒｙｓｔｌａａｌｌｏｙ．

固溶参数对镍基高温合金K439B_显微组织及力学性能的影响

第 4 期第 120-126 页材料工程Vol.52Apr. 2024Journal of Materials EngineeringNo.4pp.120-126第 52 卷2024 年 4 月固溶参数对镍基高温合金K439B 显微组织及力学性能的影响Effect of solution parameters on microstructures and mechanical properties of K439B nickel -based superalloy张雷雷1，2，陈晶阳2*，任晓冬2，张明军2，汤鑫2，肖程波2，杨卿1*（1 西安理工大学材料科学与工程学院，西安 710048；2 中国航发北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室，北京 100095）ZHANG Leilei 1，2，CHEN Jingyang 2*，REN Xiaodong 2，ZHANG Mingjun 2，TANG Xin 2，XIAO Chengbo 2，YANG Qing 1*（1 School of Materials Science and Engineering ，Xi ’an University ofTechnology ，Xi ’an 710048，China ；2 Science and Technology on Advanced High Temperature Structural Materials Laboratory ，AECC Beijing Institute of Aeronautical Materials ，Beijing 100095，China ）摘要：采用金相显微镜和场发射扫描电子显微镜（FE -SEM ）研究不同固溶温度（1140，1160 ℃及1180 ℃）及固溶冷却方式（AC ，FC -900 ℃+AC ，FC ）等热处理参数对K439B 合金显微组织及力学性能的影响。

冷拔态GH4738_合金热变形本构方程及热加工图

第16卷第5期精密成形工程2024年5月JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING193收稿日期：2024-01-24 Received ：2024-01-24基金项目：河北省重点研发计划（22351008D ）；河北省科技创新项目（SJMYF2022X04）；中国航发自主创新专项资金（CXPT-2021-010）Fund ：Key R&D Program of Hebei (22351008D); Science and Technology Innovation Project of Hebei Province (SJMYF2022X04); China Aero-Engine Self-Dependent Innovation Special Fund Project (CXPT-2021-010)引文格式：田曾, 金万军, 王倩, 等. 冷拔态GH4738合金热变形本构方程及热加工图[J]. 精密成形工程, 2024, 16(5): 193-200. TIAN Zeng, JIN Wanjun, WANG Qian, et al. Constitutive Equation for Hot Deformation and Hot Processing Map of Cold-drawn GH4738 Alloy[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2024, 16(5): 193-200. *通信作者（Corresponding author ）冷拔态GH4738合金热变形本构方程及热加工图田曾1，金万军2，王倩1*，张欢欢3，吴大勇1，马海坤1，董会苁1，苏孺1（1.河北科技大学材料科学与工程学院河北省材料近净成形技术重点实验室，石家庄 050018；2.中国航空工业标准件制造有限责任公司，贵阳 550000；3.中航上大高温合金材料股份有限公司，河北邢台 054800）摘要：目的研究紧固件用冷拔态GH4738合金棒材在不同工艺参数下的热变形行为，为紧固件热加工工艺参数优化提供理论指导。

基于Deform-3D的镍基高温合金残余应力仿真分析

基于Deform-3D的镍基高温合金残余应力仿真分析史若彤;邓子龙;高兴军;张绍禹;罗琳【摘要】GH4169 Nickel-based superalloys widely used, but it was difficult to cut.The residual stress of the machined surface could easily lead to the deformation of the workpiece, thereby the machining quality of the workpiece was affected.The variation of residual stress under different cutting parameters was studied by the simulation software Deform-3D.Simulation results showed that the change of cutting speed had little influence on the surface residual stress, the surface residual stress was increased with the increase of the cutting depth and the feed rate.The residual stress in workpiece was increased with the increased cutting parameters.%GH4169镍基高温合金应用广泛,但是属于难以加工的材料,而且已加工表面的残余应力很容易导致工件变形,从而影响工件的加工质量.应用Deform-3D软件,研究了不同切削用量下残余应力的变化规律.研究结果表明,切削速度的变化对表面残余应力的影响甚小;背吃刀量和进给量增大,表面残余应力随之增大;随着切削用量的增加,工件内部残余应力亦随之增加.【期刊名称】《辽宁石油化工大学学报》【年(卷),期】2017(037)004【总页数】4页(P49-52)【关键词】镍基高温合金;残余应力;Deform-3D;仿真分析;切削用量【作者】史若彤;邓子龙;高兴军;张绍禹;罗琳【作者单位】辽宁石油化工大学机械工程学院,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学机械工程学院,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学机械工程学院,辽宁抚顺113001;抚顺石化公司合成洗涤厂,辽宁抚顺 113004;中国石油审计服务中心,北京100028【正文语种】中文【中图分类】TB42GH4169是一种镍基高温合金，一般在大于600 ℃的温度及承受一定的载荷条件下工作。

新型镍基粉末高温合金包覆挤压数值模拟与工艺窗口优化

新型镍基粉末高温合金包覆挤压数值模拟与工艺窗口优化温红宁;金俊松;滕庆;杨贺阳;龚攀;魏青松;王新云;肖磊;马向东;杨金龙
【期刊名称】《中国有色金属学报》
【年(卷),期】2022(32)9
【摘要】采用有限元模拟和实验验证的方法研究一种新型镍基粉末高温合金包覆挤压过程中工艺参数的影响规律,并对工艺窗口进行优化。

结果表明,挤压速度和坯料初始温度对应变的影响不显著,挤压比与挤压变形程度呈线性相关,挤压比的增加和模角的减小可以提高挤压棒材沿径向应变分布的均匀性。

挤压速度和坯料初始温度的增加、挤压比和模角的减小可以提高挤压棒材温度分布的均匀性。

基于组织控制准则,对工艺窗口进行优化并进行工艺实验。

挤压后的高温合金无宏观开裂,析出相均匀分布,晶粒尺寸细小,验证了工艺优化的可行性。

【总页数】16页(P2664-2679)
【作者】温红宁;金俊松;滕庆;杨贺阳;龚攀;魏青松;王新云;肖磊;马向东;杨金龙【作者单位】华中科技大学材料科学与工程学院材料成形与模具技术国家重点实验室;深圳市万泽中南研究院有限公司;中南大学粉末冶金国家重点实验室;深圳市万泽航空科技有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TF11.31
【相关文献】
1.镍包覆Y2O3颗粒弥散强化镍基高温合金的抗热腐蚀性能
2.镍包覆处理对氧化物弥散强化镍基高温合金组织与性能的影响
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4.新型镍基粉末高温合金热挤压工艺有限元模拟与实验验证
5.挤压态新型镍基粉末高温合金的热变形行为
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轴承热装工艺的计算与有限元分析

增大。将增大后的内圈内径尺寸记为A ，内圈内径
尺寸变化量为：
A£» = £»,-£> = aD( Tt - T0 )
(2)
式中：Z? 为轴承初始内径尺寸；:T, 为轴承内圈目标
加热温度 ;71。为轴承内圈初始温度。
轴承内圈受热膨胀后内径尺寸仏为：
£>, = [ a rnD( T] - T0 ) +
变形趋势，推导轴承内圈热膨胀量计算公式，应用有限元方法进行验证，并以一例精密圆锥滚子轴承的热装工艺验证理论计算与仿真分析的正确性。
2 轴承内圈热膨胀计算
轴承主要由内圈、外圈、滚动体、保持架等构成，
内外圈均为薄壁件，内外圈和滚动体之间存在内部
根据理论计算及仿真分析，温度 80 t 的预热目标值是可信的。精密圆锥滚子轴承热装如图6 所示，采用电磁感应加热方式对圆锥滚子轴承进行加热。加热温度控制为85 ± 5 T ，达到目标温度后保持加热 1 ~3 min，保证圆锥滚子轴承温度均匀。圆锥滚子轴承取下后迅速进行热装，与装配轴对中后
笔者研制的大型旋转机架采用摩擦轮驱动，摩擦轮由一对精密圆锥滚子轴承支撑^轴承与传动轴为过盈配合，最大过盈量为 0.045 mm,轴承参数见表 1。对于轴孔配合，通常间隙量约为〇.〇1 mm就可方便装人。为了将轴承内圈加热至间隙状态装
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验证了理论计算与仿真分析的正确性。 Abstract：The deformation trend of the bearing* s thermal expansion was analyzed, the

55simnmo钢热变形行为实验研究及数值模拟

55SiMnMo钢热变形行为实验研究及数值模拟作者：于恩林，赵玉倩，闫涛，许小林作者单位：于恩林,闫涛,许小林(燕山大学机械工程学院)，赵玉倩(燕山大学机械工程学院东北大学秦皇岛分校)相似文献(2条)1.期刊论文杜林秀.姚圣杰.熊明鲜.王国栋.DU Lin-xiu.YAO Sheng-jie.XIONG Ming-xian.WANG Guo-dong低碳结构钢的奥氏体晶粒超细化-东北大学学报（自然科学版）2007,28(11)以两种不同成分的低碳微合金结构钢为研究对象,结合热模拟实验与实验室热轧实验,研究原始组织、化学成分及部分加热条件对低碳钢加热过程奥氏体晶粒超细化的影响规律.结果表明,以热轧态铁素体/珠光体经温轧并且冷变形的组织为原始组织最有利于获得超细晶奥氏体(1 μm);此外适量添加合金元素Nb,Ti,V,适当提高加热速度均有利于细化奥氏体,而当加热速度大于100 ℃/s时,对奥氏体的超细化效果不明显;另外,加热前预变形可以显著细化奥氏体晶粒,且提高其尺寸均匀性.2.学位论文张永军现代汽车用钢生产技术开发2009汽车工业是一个国家的重要支柱产业，其发展水平是衡量一个国家工业发展水平的重要标志。

在所有的钢铁产品中，汽车用钢是技术含量最高、附加值最大的品种之一。

在工业发达国家，汽车用钢占钢材总产量的17％左右。

因此，对汽车用钢的研究具有十分重要的意义。

钢铁材料是汽车制造中的基本材料，尤其是结构钢或合金结构钢，不仅用量大，而且主要用于关键零件，如发动机构件、齿轮、各类轴件、紧固件等，是保证汽车运行性能的核心部件的制造材料。

<br> 近年来，邢台钢铁有限责任公司实施了“做精、做专、做强”发展战略，通过大力推进技术创新，全面优化产品结构和工艺技术结构，着力提升装备技术水平，具备了开发生产汽车零部件用特殊钢的技术条件。

为扩大产品钢在汽车零部件中的市场份额，公司开展了汽车零部件用钢的开发生产。

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镍基合金圆柱形热模拟试样热变形后鼓形的有限元研究袁向前1,张贤锴1,时旭1,孔伟2,焦四海1(宝山钢铁股份有限公司1.研究院;2.厚板厂,上海201900)摘要:通过abaqus 有限元分析软件,对镍基合金圆柱形热模拟试样在加热和保温后的单向压缩变形过程进行了模拟。

研究结果表明,由于镍基合金材料导热系数较小,在快速变形条件下,试样在单向压缩过程中产生的变形热不能充分扩散,从而导致变形后试样内部局部温度升高。

通过与热模拟试样变形后鼓形的实测值进行比较,结果均表明,变形后试样的鼓形随着应变速率的提高而增大。

关键词:有限元;数值计算;热模拟;镍基合金;鼓形中图分类号:TG146.1+5文献标志码:B 文章编号:1008-0716(2010)05-0038-04do:i 10.3969/.j issn .1008-0716.2010.05.009R esea rch on D ru m type D eform a ti on i n Cyli ndr i ca l N i ba sedA lloy Sam p l es by F i n ite E le m en t Ana l ysisY UA N X i angqian 1,ZHANG X ianka i 1,S H I Xu 1,KONG Wei 2and J IA O Siha i1(1.R esear ch In stitu te ;2.H eavy P l a te P l an t ,Baoshan Iron &Steel Co .,L td .,Shangha i 201900,Ch ina )Abstr act :W ith the abaqus fi n ite ele ment analysis soft ware ,the axial co mpressi on ofN i based allo y sa mp les a f ter being heated and te mpered is si m ulated .The results sho w t hat w ith a rap i d def or matio n rate ,the heat produced by def or matio n can not d iff use suffic iently i n the sa mp le due to the s ma ll conducti vity factor ofN i based a ll oy .It resu lts in no nun if or m hig her te mperature i nsi de the sa mp le .By co mparing the calcu lated and measured dru m type values ,a co nclusio n can be o btained that t he dr u m ty pe value goes up w it h the i ncrease of the strain rate after the sa mp le was def or med .K ey w ord s :fi nite ele men;t nu merical calculati o n ;ther mal si m u l ati on ;N i based allo y ;dru m ty pe袁向前博士年生年毕业于东北大学现从事材料加工专业电话6665y x q @0前言热模拟试验是钢铁材料研究过程中传统的研究手段之一[1-6]。

相对于现场大生产试验,热模拟具有节约材料,节省时间和人力等优点,以快速便捷地获取钢铁材料的热物性参数,对于现场大生产具有指导意义。

圆柱形试样的单向压缩是钢铁材料热模拟试验中较为常见的变形方式[4],在真空环境下,圆柱形试样两端的端面与压头接触并被压头固定,控制通过试样的电流产生电阻热或者分布在试样周围的感应线圈对试样进行加热,利用焊在试样侧面中间部位的热电偶来测量并控制试样被加热的温度。

当加热保温过程完成后,分布在试样两端的压头对试样进行一定变形量和变形速率的变形,然后以一定的冷却方式冷却至室温。

在室温下,研究加热和变形工艺参数对试样组织性能的影响。

鼓形[6]是热模拟试验过程中普遍存在的现象,相对于普通的钢铁材料,镍基合金的特点就是导热系数较小。

试样在变形过程中会产生变形热,在变形速率较快的条件下,变形热在较短的时197920072408E m ailuan i ang ian baostee.l co m间内不能充分扩散,使试样内部局部温度升高,材料的变形性能也会随之发生改变,从而对试样变形后的形状产生一定的影响。

为了实现对镍基合金试样变形后试样内部的温度分布和鼓形进行研究,利用abaq us有限元分析软件,对热模拟条件下,镍基合金材料试样的加热和单向压缩变形过程进行了模拟分析。

计算了试样加热保温后的温度场,以及加热后经不同应变速率变形后试样的温度场,同时计算了变形后试样的鼓形,对模拟计算的鼓形与实际的试验结果进行了对比。

1热模拟试验条件表1为镍基合金的成分质量分数及部分热物性参数。

图1为圆柱形热模拟试样,尺寸为8 12mm。

试样的侧面中间部位焊有一对热电偶丝,用来测量和控制试样的温度。

试样的上下两个端面分别和两个垂直分布的压头接触,试样侧面周围为真空环境。

图2为镍基合金单道次压缩热模拟试验规程图,试样被加热到1200,保温5m i n后冷却到1100,对试样进行应变为0.693的单向压缩变形,应变速率分别为0.1,1和10s-1。

表1镍基合金成分的质量分数及部分热物性参数Table1Chem ical co m positi on and therma l para m e ters of t he N i based a ll oy% w N i w Fe w N b w A l w Cr w Mo w T i导热系数/(W!m-1!K-1)比热容/(J!kg-1!K-1)53.017.95.11.1192.91.0275022有限元分析模型的建立如图所示,取过圆柱形试样轴线的四分之一平面进行二维有限元建模,图中阴影面所示为轴对称面。

针对图热模拟试验规程,对保温后的冷却过程及随后的热变形过程,分别建立了热分析模型和热力耦合分析模型。

上述两个模型中,设定环境温度为50,压头温度为800。

在热分析模型中,试样的网格采用DC AX4单元类型。

在随后的热变形模型中,压头为轴对称刚体,试样的网格采用CAX4RT单元类型,以热分析模型计算的温度场作为热变形模型中试样的初始温度场,对试样的变形过程进行热力耦合分析。

图3示出了试样网格划分情况和模型布置情况,在计算过程中跟踪了试样高度方向中心轴向和试样表面径向的温度分布。

图3试样网格划分情况和模型布置示意图F ig.3Sche m atic ill ustrati on of the m esh andmodel arrange m ent3结果和讨论3温度分布图示出了热分析模型计算的结果。

12 1200.14图4热分析模型F i g .4A the r ma l ana l ys i s m ode l图5(a)~(c)为热力耦合分析模型计算的变形后试样的温度场,应变速率分别为0.1,1,10s -1。

从图中可以看出,变形结束时,应变速率对变形后试样内部温度分布的影响很大。

对变形图5变形后试样温度分布云图F 5T f f 后试样轴向和径向的温度进行了跟踪,图6(a)和(b)分别示出了变形后试样轴向和试样表面径向的节点温度。

图6变形前后的节点温度分布F ig .6The node temperature distr i butio n before andafte r defor m atio n结合图5和图6可以看出,应变速率为0.1s -1时,轴向和径向节点的温度比较均匀,且低于变形前的温度,表明在慢应变速率条件下,变形热有足够的时间进行充分地扩散;当应变速率为时,试样整体温度高于应变速率i g .e m pe rature co ntour o t he de or m ed sa m ples1s -10.1s-1时的情况,表明在变形速率较快时,变形时间短,变形热对整个试样起到了加热的作用;当应变速率为10s -1时,试样温度分布极不均匀,表明在变形较快时,变形时间更短,试样变形产生的热在试样内部尚未完全扩散。

从温度分布云图上还可以看出,应变速率为10s -1时,试样内部的局部温度高于应变速率为1s -1的情况,但也有局部温度低于应变速率为1s -1的情况,且高温分布集中在变形较大的网格区域,更表明了试样内部变形热没有充分散开,从而导致试样内部温度分布极不均匀。

3.2鼓形图7示出了热模拟试验变形后且经解剖的试样,变形速率分别为0.1,1和10s -1,图8示出了剖面形状。

根据鼓形的定义,测量了上述试样的鼓形。

图9示出了有限元模拟计算值和试验实测值的对比。

从图中可以看出,随着变形速率的提高,镍基合金圆柱形压缩试验热模拟试样的鼓形增大,但是增大的速度随着变形速率的提高而变得较为平缓,这种增加的趋势在有限元计算的结果中也得到了同样的验证。

上述结果表明,镍基合金材料由于导热系数较小,在相同的变形量和不同的变形速率条件下,变形时间的长短直接影响了变形热的扩散。

变形速度较快时,变形热集中在试样的变形区域,导致这些区域温度升高,当变形温度升高时,试样局部区域的力学性能也发生了改变,从而最终影响了试样变形后的形状。

图9有限元模拟计算值和试验实测值的对比F ig .9Co mparison of t he FE M and m easured resu lts4结论(1)通过abaqus 有限元分析软件,建立了镍基合金材料的热分析模型和热变形分析模型,分别计算了不同变形速率条件下,试样变形后的温度场,计算了变形后试样的鼓形。

计算结果表明,随着应变速率的提高,试样内部温度随之提高,温度场分布不均匀性也提高,最终引起变形后试样鼓形的增大。

(2)通过热模拟试验,测量了镍基合金在不同应变速率条件下变形后试样的鼓形。

(3)模拟计算结果和试验测量结果表明,镍基合金材料的圆柱形试样经单向压缩后的鼓形随着应变速率的提高而增大。

参考文献[1]孙全社,承建,孔冰玉.T ,i Nb 复合添加IF 钢热模拟过程中的析出行为[J].宝钢技术,1995(4):43-47.[2]曹金荣,刘正东,程世长,等.应变速率和变形温度对T22耐热钢流变应力和临界动态再结晶行为的影响[J].金属学报,2007,43(1):35-40.[3]Sun W P ,H a wbolt E B .C o m paris on bet w een stat i c andm etady na m i c recrystalliz at i o n -an appl i cat i o n t o the hot roll i ng of steels[J].ISIJ Int ,1997,37(10):1000-1009.[4]Sh i p way P H,Bhad es h iaH K D H.M echan ical stab iliz at i o n of Ba i n i te[J].M ateri al an s Sci en ce and T echnol og y ,1995,111:1116-1128.[5]马立强,袁向前,刘振宇,等.铌微合金钢动态再结晶的规律[J ].钢铁研究学报,2006,18(9):47-50.[6]龚羽,郑芳,焦四海.热模拟圆柱形压缩试样上金相观测点的选取[J].理化检验-物理分册,2004,40(6):282-284.(收稿日期6):2010-01-0。