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    恒穩鍛造在新型式金材混合物作業中的制約


    組織和力學性能經等溫鍛造后金相組織如1所示,其晶粒度為ASTM=10級。微觀組織晶粒均勻、沒有出現混晶組織,說明本試驗方案可獲得組織均勻細小的鍛件。由中可見,其晶界存在大量的δ相,而且大多呈顆粒狀或短棒狀;晶內有少量的顆粒狀δ相分布,說明δ相的形核還在繼續,而且可以發現表現的γ″δ轉變的痕跡。呈顆粒狀或短棒狀分布于晶界的δ相使基體晶粒的晶界強化,這是提高抗拉性能的原因之一。由于鍛造過程中析出相對晶界的“釘扎”作用,阻礙晶界遷移、阻止晶粒的長大,從而細化晶粒。晶粒細小、組織均勻是試樣具有高強度的另一個主要原因。

      經近等溫鍛造工藝鍛造的IN718合金的力學性能試驗數據分別如下:20℃拉伸,抗拉強度1480MPa,屈服強度1240MPa,伸長率16%,斷面收縮率32%;650℃拉伸,抗拉強度1180MPa,屈服強度1040MPa,伸長率30%,斷面收縮率70%。將各種性能數據與表1中所列相應指標相比,可見采用本文提出的近等溫鍛造工藝不僅可以保證IN718合金鍛件的力學性能指標達到相應標準的要求,而且全部指標都超過標準很多:試樣抗拉強度和屈服強度比指標高100MPa;塑性參數,伸長率和斷口收縮率提高幅度更大,表現為優越的塑性。

      鍛造過程數值模擬由2和表2可知,鍛件幾何尺寸模擬結果與試驗結果相差0.2%~5.3%之間,平均誤差2.1%,鼓肚部位的模擬最接近試驗結果。

      鍛造試驗中設備實際載荷與數值模擬所需載荷比較見3和表2,設備載荷的模擬結果比試驗結果要小一些,峰值載荷最大相差63.485kN,說明使用此模擬系統來預測試驗的設備載荷是可行的。隨著鍛造過程的進行,鍛件發生加工硬化,因此液壓機噸位承上升趨勢。

      由4可知,圓柱形毛坯的最大鍛造載荷為50200kN,而選用環形毛坯最大鍛造載荷為36700kN,相差13500kN。在鍛造載荷比較穩定的臺階階段,環形毛坯的載荷為15000kN左右,而圓柱形毛坯的鍛造載荷約為18000kN左右,可見環形毛坯可以節約能量。

      模擬鍛造過程中形成的缺陷見5所示。試件損傷主要集中在鼓肚部位,實際鍛造過程中試樣在鼓肚部位確實出現了褶皺、開裂的現象。

      鍛造工藝參數,如鍛造溫度、變形量、應變速率都會造成此類缺陷,因此合理的預測鍛造缺陷,并反饋為鍛造工藝參數,開展試驗,有利于節約能源、推動試驗進程。從比較結果中可以看出,此模擬系統對于試驗的過程中變形量與成形件幾何尺寸、設備載荷以及材料損傷情況的模擬與試驗結果吻合。因此,可以用來模擬渦輪盤的成形過程,用以指導生產實踐。

      結論(1)采用本文所提出的等溫鍛造工藝在液壓機上鍛造IN718合金,可獲得晶粒度ASTM10級的均勻組織,且拉伸性能滿足IN718鍛件技術要求。(2)模擬系統對于試驗的過程中變形量與成形件幾何尺寸、設備載荷以及材料損傷情況的模擬與試驗結果吻合,說明本文IN718合金材料模型的建立具有一定的優越性。

    【上一個】 壓鑄模采購安裝使用和維修 【下一個】 鋁合金鑄造工藝與鑄錠質量的關系

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