CN113092253B - 一种测量变形合金临界变形条件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种测量变形合金临界变形条件的方法，包括以下步骤：a、设计测量临界变形的模具，该模具包括上模、下模，下模开设有贯通的模腔，模腔包括变形腔及深型腔；b、选定变形合金牌号并对其进行加工以得到变形合金坯料，变形合金坯料包括变形段及填充段，填充段与深型腔相适配；c、选定锻造设备，固定下压速率、锻造温度后进行变形试验以锻造成型出变形合金试验成品，对变形合金试验成品的临界变形部位进行低倍组织检测；d、对变形试验过程用Deform软件进行数值模拟，并将模拟结果与测得的低倍组织进行对比分析，得出临界变形条件。本发明能够精确获得临界应变值以指导模具及锻造工艺的制定，避免出现临界变形。

Description

一种测量变形合金临界变形条件的方法
技术领域
本发明涉及一种测量方法，尤其涉及一种测量变形合金临界变形条件的方法。
背景技术
随着工业技术水平的进步和降低成本理念的普及，越来越多的工业产品也开始追求更高的使用寿命，这就对工业产品提出了更高的质量要求，对于用量较大的变形合金产品来说，批次间均匀一致的组织能够明显提高其疲劳寿命，从而降低工件成本。
粗大晶粒对金属的力学性能十分不利，对于变形合金在一定变形温度下均存在临界变形度，在临界变形度条件下变形的金属会出现异常的晶粒长大，由经典临界变形度理论可见，当变形度很小时，金属材料的晶粒仍能保持原状，这是由于变形度很小时，畸变能很小，不足引起再结晶，所以晶粒大小没有变化。当变形度达到某一数值(一般金属均在2％～10％范围内)时，再结晶后的晶粒变得特别粗大，零件在晶粒粗大部位容易出现失效。
变形合金要获得均匀的组织，在锻造工艺制定、模具设计和压力加工时，应当避免在临界变形程度范围内进行加工，以免再结晶后产生粗晶，导致零件提前失效。
影响变形合金临界变形度的条件是多方面的，比如温度、变形速率、变形量等，数值模拟技术的应用一定程度上能够预测临界变形条件，但是模型的建立和实际生产过程的验证需要具备高度的一致性，而目前广泛采用的测定变形合金临界变形条件的方法为锥形试验法，该测定方法还存在以下缺点：
(1)锥形试验法的模型和实际验证均存在较大的自由端，在实际量化结果时存在与实际结果相偏离的现象，试验结果量化难度较大；
(2)锥形试验法自由端区域较多，其试验过程的热交换与应变速率等与模锻件实际成型过程差异较大，试验结果对模锻成型产品生产的指导意义不大。
由此，急需解决。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种测量变形合金临界变形条件的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种测量变形合金临界变形条件的方法，包括以下步骤：
a、设计测量临界变形的模具，该模具包括上模、下模，所述上模的下端具有平面结构的锻压面，所述下模开设有贯通的模腔，所述模腔包括上部的变形腔及下部的深型腔；
b、选定变形合金牌号并对其进行加工以得到变形合金坯料，所述变形合金坯料包括上部的变形段及下部的填充段，所述变形段的外径小于所述变形腔的外径，所述填充段与所述深型腔相适配；
c、选定锻造设备，固定下压速率、锻造温度后进行变形试验以锻造成型出变形合金试验成品，对变形合金试验成品的临界变形部位进行低倍组织检测；
d、对变形试验过程用Deform软件进行数值模拟，并将模拟结果与测得的低倍组织进行对比分析，得出临界变形条件。
作为本发明的一种优选方案，所述填充段的外壁与所述深型腔的内壁之间设置有间隙。
作为本发明的一种优选方案，所述间隙为1mm。
作为本发明的一种优选方案，所述深型腔的口径由上至下依次减小。
作为本发明的一种优选方案，所述上模的外壁、所述下模的外壁上均开设有夹持凹槽。
本发明的有益效果为，与现有技术相比，本发明通过设计测量临界变形的模具，进而使得变形合金在热加工变形中出现应变由小到大的分布，通过对其应变分布面的低倍组织检测来显示其粗大晶粒的位置，并通过数值模拟的应变来相对精确地测量出对应变形合金临界变形的条件，从而能够精确获得临界应变值以指导模具及锻造工艺的制定，避免出现临界变形。
附图说明
图1为本发明模具的结构示意图；
图2为本发明变形合金坯料的结构示意图；
图3为本发明变形合金试验成品的结构示意图。
图中：
1、上模；2、下模；3、变形腔；4、变形合金坯料；5、夹持凹槽；6、变形段；7、填充段。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
请参照图1至图3所示，图1为本发明模具的结构示意图；图2为本发明变形合金坯料的结构示意图；图3为本发明变形合金试验成品的结构示意图。
于本实施例中，一种测量变形合金临界变形条件的方法，包括以下步骤：
a、设计测量临界变形的模具，该模具包括上模1、下模2，所述上模1的下端具有平面结构的锻压面，所述下模2开设有贯通的模腔，所述模腔包括上部的变形腔3及下部的深型腔；
b、选定变形合金牌号并对其进行加工以得到变形合金坯料4，所述变形合金坯料4包括上部的变形段6及下部的填充段7，所述变形段6的外径小于所述变形腔3的外径，所述填充段7与所述深型腔相适配；
c、选定锻造设备，固定下压速率、锻造温度后进行变形试验以锻造成型出变形合金试验成品，对变形合金试验成品的临界变形部位进行低倍组织检测；
d、对变形试验过程用Deform软件进行数值模拟，并将模拟结果与测得的低倍组织进行对比分析，得出临界变形条件。
具体的，本实施例中，所述填充段7的外壁与所述深型腔的内壁之间设置有间隙，所述间隙为1mm。
具体的，本实施例中，所述深型腔的口径由上至下依次减小。
具体的，本实施例中，所述上模1的外壁、所述下模2的外壁上均开设有夹持凹槽5；便于拆装。
采用本发明进行测试，其临界变形位置在模锻内部，进而使得变形和热交换可控，且通过设计测量临界变形的模具，进而使得变形合金在热加工变形中出现应变由小到大的分布，通过对其应变分布面的低倍组织检测来显示其粗大晶粒的位置，并通过数值模拟的应变来相对精确地测量出对应变形合金临界变形的条件，从而能够精确获得临界应变值以指导模具及锻造工艺的制定，避免出现临界变形。
以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书界定。

Claims (4)

1.一种测量变形合金临界变形条件的方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、设计测量临界变形的模具，该模具包括上模、下模，所述上模的下端具有平面结构的锻压面，所述下模开设有贯通的模腔，所述模腔包括上部的变形腔及下部的深型腔；所述深型腔的口径由上至下依次减小；
b、选定变形合金牌号并对其进行加工以得到变形合金坯料，所述变形合金坯料包括上部的变形段及下部的填充段，所述变形段的外径小于所述变形腔的外径，所述填充段与所述深型腔相适配；
c、选定锻造设备，固定下压速率、锻造温度后进行变形试验以锻造成型出变形合金试验成品，对变形合金试验成品的临界变形部位进行低倍组织检测；
d、对变形试验过程用Deform软件进行数值模拟，并将模拟结果与测得的低倍组织进行对比分析，得出临界变形条件。
2.根据权利要求1所述的一种测量变形合金临界变形条件的方法，其特征在于：所述填充段的外壁与所述深型腔的内壁之间设置有间隙。
3.根据权利要求2所述的一种测量变形合金临界变形条件的方法，其特征在于：所述间隙为1mm。
4.根据权利要求3所述的一种测量变形合金临界变形条件的方法，其特征在于：所述上模的外壁、所述下模的外壁上均开设有夹持凹槽。
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