钨基合金喂料增塑挤压成形数值模拟研究及实验验证

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1、中图分类号UDCTG372硕士学位论文学校代码密级10533钨基合金喂料增塑挤压成形数值模拟研究及实验验证Numericalsimulationandexperimentalverificationofextrusionmoldingoftungsten--basedalloyfeed作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：副指导教师：论文答辩日期丝臣!叟查：lD刘远标材料科学与工程材料学粉末冶金研究院刘文胜教授马运柱教授答辩委员会主席豸篁簋中南大学二。一三年六月原创性声明m11111111IIILLLIIIILIILIUlilUULIlill

2、LlllY2423022本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：掣日期：丝年五月韭日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印

3、或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：导期边年丛月幽钨基合金喂料增塑挤压成形数值模拟研究及实验验证摘要：钨基合金增塑挤压成形技术是制备大长径比钨基合金棒材的重要途径之一，传统的工艺参数确定法具有很大的局限性，且实验周期长，成本高，效率低，采用数值模拟技术可以解决这些突出问题。同时，深入探讨喂料在不同温度与受力状态下的力学特性，选择和建立合适的数理模型，对提高模拟计算的可靠性和适用性、提升钨基合金的成形具有重要意义。本文针对钨基合金喂料正挤压成形和螺杆挤压成

4、形过程进行模拟优化，并建立相应的本构模型。采用电液伺服控制试验机测定了正挤压喂料的摩擦角和粘结力，采用WSM．200KN力学试验机测定喂料在不同温度下的应力．应变曲线，采用德国NETZSCHDSC200F3差示扫描热量热仪测定钨基合金喂料20℃～90℃的热物性参数。采用MSC．Marc和Deform-3D软件分别对钨基合金喂料正挤压成形和螺杆挤压成形进行有限元仿真；采用YH41．25C型油压机和DorstV15spHv真空挤压机进行挤压实验验证；采用电子扫描显微镜(SEM)观察棒坯断口形貌。主要研究结果如下：(1)正挤压钨基合金喂料摩擦角为17．30，粘结力为

5、4．9MPa，喂料剪切屈服强度随所受正应力增大而增大。(2)模拟钨基合金喂料正挤压成形过程表明：当挤压速度较小时，挤出棒坯易开裂，速度过大时，棒坯不均匀，变形抗力较大；摩擦系数较大时，筒内出现位移梯度，变形不均匀；挤压比过小，棒坯致密度低，挤压比过大，变形抗力增大，出现应力集中现象。采用锥形模，挤压速度为2．5mm／s、摩擦系数O．1、挤压比为11时，钨基合金喂料致密均匀，效率高。正挤压结果与模拟结果基本吻合。(3)模拟钨基合金喂料螺杆挤压成形过程表明：当温度过低时，喂料变形抗力、热应力较大，温度过高时，喂料软化过度，挤出棒坯强度不高；当挤压速度过小时，挤压效

6、率较低，致密度不高，挤压速度过大时，棒坯不均匀。当挤压温度为70℃，挤压速度为5mm／s时，钨基合金喂料螺杆挤压成形模拟结果较好，与螺杆挤压实验结果吻合。本文共有44图幅，表1O个，参考文献80篇．关键词：钨合金；挤压成形；数值模拟；D—P模型；MSC．Marc；热力耦合分类号：TG372ⅡNumericalsimulationandexperimentalverificationofextrusionmolomgotnmgSten—baSedalloyteed1'’，’J'1’●一‘Abstract：PowderextrusionmoldingiSoneof

7、mostimportantWaytopreparelargeslendernessratiotungsten—basedalloybars．Developingoftheprocessparametersintraditionalmethodsalwaysfacessignificantlimitationsi．e．10ngexperimentperiodandhighcost．However,modemsimulationtechnologycaneffectivelyreducetheexperimentalcycle．Inordertoimproveth

8、ereliabilityofsimul