一种基于数值模拟的钛合金锻造工艺优化方法与流程

技术特征：
1.一种基于数值模拟的钛合金锻造工艺优化方法，其特征在于，建立材料在不同锻造阶段的本构方程；根据待加工材料的热物理性能参数、再结晶及晶粒长大动力学和冷却介质的换热系数作为初始条件和边界定义，利用有限元计算方法得出锻坯的温度场与应变场分布，并根据物料尺寸确定加热、冷却时间和变形参数，从而实现锻造工艺的优化；所述的热物理性能参数包括：密度、热传导系数、比热容；所述的再结晶及晶粒长大动力学参数包括：温度、变形量、变形速率、变形组合方式。2.根据权利要求1所述的一种基于数值模拟的钛合金锻造工艺优化方法，其特征在于，所述的有限元计算方法，采用但不限于有限元软件forge实现。3.根据权利要求1所述的一种基于数值模拟的钛合金锻造工艺优化方法，其特征在于，基于hansel
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spittel模型采用forge软件描述材料在不同温度、不同应变速率、不同变形量条件下的流变行为；获得材料在单相区和两相区的本构方程：单相区材料本构方程：双相区材料本构方程：4.根据权利要求1所述的一种基于数值模拟的钛合金锻造工艺优化方法，其特征在于，所述的有限元计算方法，通过对物料加热过程、冷却过程、镦粗过程、拔长过程进行数值模拟分析，获取钛合金物料在锻造过程中各个部位的温度场与应变场分布数据。5.根据权利要求4所述的一种基于数值模拟的钛合金锻造工艺优化方法，其特征在于，所述冷却过程中，当钛合金物料处于开坯和成型阶段时，采用水冷方式冷却物料；当接近成品阶段时，采用空冷方式以保证产品质量。6.根据权利要求4所述的一种基于数值模拟的钛合金锻造工艺优化方法，其特征在于，所述镦粗过程和拔长过程中，镦粗锻比设定为1.5～1.9；镦粗速度设定为20mm/s～60mm/s；拔长压下量设定在80mm～160mm之间。7.根据权利要求4所述的一种基于数值模拟的钛合金锻造工艺优化方法，镦拔采用换向方式。8.根据权利要求4所述的一种基于数值模拟的钛合金锻造工艺优化方法，锻坯的单火次变形应不多于两镦两拔。

技术总结
本发明公开了一种基于数值模拟的钛合金锻造工艺优化方法，考虑到钛合金材料在不同温度和初始组织状态下的流变行为差异，建立了其在不同变形阶段的本构方程，根据待加工材料的热物理性能参数、再结晶及晶粒长大动力学和冷却介质的换热系数作为初始条件和边界定义，利用有限元方法计算出物料的温度场与应力场分布，确定物料的加热、冷却和变形参数，从而实现锻造工艺的优化。本发明能快速有效的确定钛合金锻造过程中的加热、冷却时间，以及变形量、变形速率、变形组合方式等，提高了工艺制定过程中的合理性、可靠性与经济性，并保证了产品的质量和性能。质量和性能。


技术研发人员：史蒲英 王凯旋 王涛 刘向宏 张丰收 杨栋 何永胜 王建国 楼美琪 王波
受保护的技术使用者：西部超导材料科技股份有限公司
技术研发日：2021.06.25
技术公布日：2021/11/2