金属的塑性与强度犹如硬币的正反面,是其性能中相互矛盾的两方面,提高金属的强度必然会降低其塑性,高温合金通过固溶强化、沉淀强化及晶界强化等手段不断提高强度,加工成形带来的变形抗力越来越大,工艺塑性越来越差,常温条件下塑性成形极其困难。本书针对高温合金的冷、热旋成形存在的关键性技术问题进行了归纳和总结,系统建立了高温合金本构模型、旋轮轨迹设计方法、旋轮形状设计方法,阐明了旋压成形质量的评价指标及缺陷产生机制,探究了旋压成形的残余应力分布规律等。读者通过对本书的学习能对高温合金旋压成形形成较为清晰的认识,达到触类旁通的目的。本书可供有一定旋压成形技术基础的专业工程技术人员阅读,也可以供高等院校有关专业的师生参考。
宁波大学机械工程与力学学院机械学科与学位点负责人,教授,浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室主任;美国ASME国际会议组委,中国机械工程学会塑性工程分会委员、理事,浙江省机械工程学会理事,宁波市机械工程学会副理事长,宁波大学校学术委员会委员;美国ASME会议组委,《Journal of Modern Industry and Manufacturing》《Metal》编委,《应用科技》副主任委员、编委。浙江省十二五重大专项和成果转化工程专家,国家自然科学基金评议专家,浙江省自然科学基金评议专家,浙江省科协“千名专家进万企”专项行动科技服务团专家,国家科技奖励评审专家,教育部学位论文评审专家。
1 高温合金旋压塑性成形概述 1.1 研究背景 1.2 高温合金塑性成形概述 1.3 普、强旋成形技术的研究现状 1.4 研究意义 2 旋压成形高温合金材料本构模型 2.1 高温合金GH1140室温本构模型 2.2 高温合金GH3030室温本构模型 2.3 高温合金GH4169本构与微观模型 3 高温合金旋压成形旋轮形状设计与优化 3.1 坯料尺寸设计26 3.2 强力旋压旋轮的选择27 3.3 对称式旋轮作用下材料变形区的长度变化29 3.4 台阶式旋轮作用下材料变形区的长度变化32 3.5 强旋旋轮的形状设计和优化33 4 高温合金单、双旋轮旋压成形机理42 4.1 GH3030壁厚渐变锥形件单旋轮旋压成形机理42 4.2 GH1140变截面锥形薄壁件双旋轮旋压成形机理56 4.3旋压成形载荷分布与影响规律63 5 高温合金旋压成形质量分析74 5.1 成形质量评价指标的建立74 5.2 工艺参数对工件凸缘平直度的影响78 5.3 工艺参数对锥筒外表面圆度的影响81 5.4 工艺参数对工件整体壁厚偏差的影响84 5.5 工艺参数对壁厚均匀性的影响86 6 高温合金旋压成形旋轮轨迹与精度影响规律91 6.1 多道次旋压渐开线旋轮轨迹的设计91 6.2多曲线旋轮轨迹参数化建模99 6.3 旋压多曲线旋轮轨迹的软件开发103 6.4 不同旋轮轨迹下冷旋成形精度影响规律108 6.5 靠模过程对多道次普旋成形精度影响规律120 6.6 多道次普旋成形结果验证分析124 7 高温合金旋压成形精度工艺参数优化与控制132 7.1 基于Box-BehnkenDesign方法的单道次普旋成形工艺参数优化132 7.2 考虑分类因素的RSM强旋成形工艺参数优化145 7.3 基于均匀设计法优化壁厚渐变锥形回转件强力旋压工艺参数153 8 高温合金旋成形微观组织规律160 8.1 高温合金冷旋成形微观组织的演变规律160 8.2 靠模量对单道次冷旋成形盘形件微观组织的影响166 8.3 渐变壁厚锥形件双旋轮热旋成形微观组织规律168 9 高温合金旋压成形实验172 9.1 高温合金筒形件冷旋成形实验172 9.2 锥形件冷旋成形实验176 9.3 变截面锥形薄壁件双旋轮旋压成形试验180 9.4 锥形件热旋压成形实验181 10 高温合金旋压成形回弹分析与调控189 10.1 薄壁锥形件冷旋压成形回弹分析189 10.2 工艺参数对冷旋成形回弹角度的影响192 10.3 基于正交试验的薄壁锥形件冷旋回弹的工艺优化200 10.4 锥形件冷强旋实验及结果分析204 10.5高温合金热旋压成形回弹分析209 10.6 热旋主要工艺参数对回弹角度的影响规律210 10.7 高温合金热旋成形回弹模型的构建214 10.8 热旋主要工艺参数对壁厚偏差的影响规律220 10.9 高温合金热旋成形壁厚回弹及其回弹补偿225 10.10 偏转角及壁厚回弹方程的实验验证 11 残余应力产生机制与缺陷预测 11.1 残余应力的产生机制 11.2 残余应力无损检测的测量原理 11.3 旋压成形的残余应力分布规律 11.4 残余应力测量与缺陷预测分析 参考文献