楔横轧非对称轴类件微观组织演变的预测.pdf

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1、HotWorkingTechnology2013，Vo1．42，No．11楔横轧非对称轴类件微观组织演变的预测龚文炜。束学道，彭文飞(宁波大学机械工程与力学学院，浙江宁波315211)摘要：楔横轧轴类件成形不但是成形零件的形状。而且更重要的是通过塑性变形提高产品的力学性能。利用非线性有限元建立了变形一传热一微观组织相互耦合的剐塑性有限元模型，采用该模型对楔横轧非对称轴类件成形工艺进行了仿真计算。结果表明，非对称轧制有下列特点：弱侧晶粒细化程度更高，强侧晶粒细化不足，台阶心部晶粒能得到有效细化。这些能为进一步提高楔横轧非

2、对称轴类件质量和力学性能提供理论基础。关键词：楔横轧；非对称轧制；动态再结晶；晶粒细化中图分类号：TG335．61文献标识码：A文章编号：1001-3814(2013)11-0128．04PredicationofMierostructureEvolutionDuringHotDeformationofCrossWedgeRollingAsymmetricShaftPartsGoNGWenwei。SHUXuedao．PENGWenfei(SchoolofMechanicalEngineeringandMechanics

3、，SingboUniversity,Ningho31521l，China)Abstract：Theshaftpartsformedbycrosswedgerollingisnotonlytheshapeoftheformingparts，butismoreimportanttoimprovethemechanicalpropertiesoftheproductsbyplasticdeformation．Thecoupledrigid-plasticinfiniteelementmodelwithdeformation-

4、heattransfer-microstructurewasbuiltbyusingnonlinearinfinitefh1iteelementmethod．Andadoptingthismodel，theformingprocessofasymmetricshaftpartsofcrosswedgerollingwassimulated．Theresultsindicatethattheasymmetricrollingprocedurehasthefollowingcharacteristics：thegrainr

5、efinementonthestrongsideisinsuficientwhilethegrainontheweaksideismuchmorerefined，andthecentergraininthestepofasymmetricshaftpartscarlbeobviouslyrefined．Thesecanprovidetheoreticalfoundationforfurtherimprovingthequalitiesandmechanicalpropertiesofcrosswedgerolling．

6、Keywords：crosswedgerolling；asymmetricrolling；dynamicrecrystallization；grainrefinement“成形”和“成性”是零件塑性成形技术追求的两件成形的微观解释。本文从金属变形过程的热、力、个主要目标。随着交通运输业的快速发展，各种轴类微观组织演变的角度出发，运用热、应力、组织相互零件尤其是非对称轴类件的需求量与Et俱增[1]．人耦合的刚塑性有限元模型对楔横轧成形工艺进行仿们对轴类零件的质量尤其是力学性能的要求越来越真计算，得出轧后工件的温度场、应变

7、场、高温奥氏高，这就使得轴类零件轧制的研究热点逐渐由成形体晶粒尺寸分布等[2]，为实际生产工艺的制定提供控制转变为产品的成形与改性协调控制。因此．通理论依据。过建立楔横轧非对称轴类件的变形一传热一微观组1刚塑性有限元建模织相互耦合的刚塑性有限元模型．将宏观变形和微观组织演变结合起来，不仅能够准确预测产品的几1．1材料的动态再结晶描述何形状，还能预报微观组织晶粒演变与分布状况．进42CrMo钢是一种中碳合金结构钢．广泛应用而优化工艺方案，达到提高轴类零件力学性能的目于如机车牵引大齿轮、后轴等强度要求较高、断面尺的。寸较大

8、的构件上，其动态再结晶的材料模型描述如下：目前国内外学者对楔横轧工艺的微观组织演变(1)动态再结晶激活准则。按照动态再结晶模型研究都是基于对称轧制模型，较少涉及非对称轴类真应力一应变曲线的峰值应变占可以估算发生动态再结晶的临界应变s。动态再结晶开始的临界变收稿日期：2012．09．12形量是一个重要参数和信息[3-4]，它对随后的