低压转子钢30Cr2Ni4MoV扭转镦粗数值模拟.pdf

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1、《大型铸锻件》No．6HEAVYCASTINGANDFORGINGNovember2013低压转子钢30Cr2Ni4MoV扭转镦粗数值模拟季飞刘建生李婷(太原科技大学材料科学与工程学院，山西030024)摘要：由于扭转镦粗较传统平砧镦粗对锻件施加了扭矩，从而降低了下压载荷，并且使得锻件变形更加均匀。利用DEFORM一3D软件对30Cr2Ni4MoV低压转子钢进行扭转镦粗模拟试验，同时优化工艺参数，证明扭转镦粗锻造法是一种有效改善锻件质量的工艺方法。关键词：30Cr2Ni4MoV钢；扭转镦粗；数值模拟中图分类号：T

2、G316．11文献标志码：ANumericalSimulationofTorsionUpsettingforLowPressureRotorSteel30CrNi4MoVJiFei，LiuJiansheng，LiTingAbstract：Comparedwiththetraditionalsmoothanvilupsetting，thetorsionupsettingisappliedtorqueontheforg—ings，whichreducespushingdownloadandimprovesthedef

3、ormationuniformitywithinforgings．Thesimulationtestisperformedfortorsionupsettingoflowpressurerotorsteel30CrNi4MoVbyDEFORM一3Dsoftwareanditoptimizesprocessparametersatthesametime．Itshowsthatthetorsionupsettingforgingmethodiseffectivetoimprovetheforg—ingquality．

4、Keywords：30CrNi4MoVsteel；torsionupsetting；numericalsimulation低压转子钢30Cr2Ni4MoV锻件是大型核电设备中最为关键的零部件，体积大，重量大，在工作过程中要承受各种复杂应力，对材料和加工过程都有很高的要求。钢锭镦粗是大型锻件锻造的主要成形工艺之一，而传统镦粗工艺虽然可以改善铸态组织、消除一部分疏松和缩孔，但同时也会带来锻件鼓形、开裂和应变分布不均匀等缺陷。这是大锻件锻造中出现废品的一个重要原因，给图1有限元模型Figure1Thefiniteele

5、mentmodel国家带来巨大的经济损失。因此如何创造有利的力学条件，防止钢锭在1扭转镦粗工艺与传统平砧镦粗工艺的对比镦粗过程中开裂并且消除传统镦粗带来的鼓形和应变分布不均匀，研究开发新的镦粗工艺就显得有限元模型(图1)及模拟条件设置：坯料为十分必要。扭转镦粗工艺即在坯料轴线方向上施30Cr2Ni4MoV钢锭，高度=100Bin，直径D=加压力镦粗，同时靠坯料与模具间的摩擦力产生200min，高径比0．5，初始温度1200~C，网格划分扭转。本文对30Cr2Ni4MoV钢锭扭转镦粗过程为20000个。上下模具材料

6、为H13，初始温度进行DEFORM一3D数值模拟，对比分析各种影响200~C，网格划分为8000个。上模下压速度为5因素，优化工艺参数，使其能用以改善锻件内部质mm／s，下压量为40％，下模绕z轴旋转，平砧镦量，提高力学性能。粗角速度为0，扭转镦粗选择角速度为0．1rad／s，摩擦系数选取0．3。各参数对比如表1所示，其收稿日期：2Ol3—o3一l8作者简介：季飞(1986一)，男，硕士研究生，主要研究方向是大型中平均等效应变计算方式为：沿钢锭轴线方向在锻造理论与新技术。中心横截面取5个节点，并测量各个节点的等效

7、刘建生，男，教授，博士生导师。1