20cr合金管模鍛過程晶粒尺寸演變模擬

20cr合金管是機(jī)械結(jié)構(gòu)間傳遞運(yùn)動和載荷的重要部件，要求具備高轉(zhuǎn)速、大載荷、長壽命、高精度和穩(wěn)定等性能，進(jìn)而對材料提出強(qiáng)韌性的要求。細(xì)晶強(qiáng)化能同時(shí)提高材料屈服強(qiáng)度和韌性，受到國內(nèi)外20cr合金管材料工作者的廣泛關(guān)注。

根據(jù)Hall-Petch公式以及晶粒尺寸的大小可以預(yù)測不同應(yīng)變下屈服應(yīng)力和流變應(yīng)力的對應(yīng)關(guān)系。研究表明，模鍛晶粒尺寸對熱處理晶粒尺寸的控制有重要意義，20cr合金管模鍛結(jié)束后晶粒細(xì)小、均勻，熱處理過程控制晶粒尺寸也變得容易。

學(xué)者通過Gleeble等溫?zé)釅嚎s試驗(yàn)獲得材料物性參數(shù)，利用YLJ再結(jié)晶模型對有限元軟件DEFORM-3D進(jìn)行二次開發(fā)，進(jìn)而模擬出模鍛過程中20cr合金管的晶粒尺寸演變規(guī)律。

研究發(fā)現(xiàn)：齒輪軸承鋼坯晶粒尺寸在鍛造期呈脈沖變化，不同部位的20cr合金管晶粒在再結(jié)晶期增長幅值不一樣，底部邊緣和中下部晶粒尺寸易粗化，中心和中上部晶粒尺寸比較小；將鍛件心部和底部邊緣的晶粒形貌和晶粒尺寸與模擬結(jié)果進(jìn)行對比，模擬與實(shí)際結(jié)果對應(yīng)良好。提出的晶粒演變模擬方法能很好預(yù)測模鍛過程復(fù)雜的20cr合金管晶粒尺寸演變規(guī)律。