精密成形工程

作者：吴雨萌, 姚志浩, 董建新

单位：北京科技大学 材料科学与工程学院,北京 100083

关键词：GH4169高温合金,Deform模拟,开坯,温度场,应变场

基金：国家自然科学基金（52271087,52471110）; 国家科技重大专项项目（J2017-VI-0017-089）

目的 针对GH4169锭型逐渐增大、铸锭开坯时的锻透性更差的问题,通过有限元模拟技术,探究开坯阶段坯料温度、等效应变与晶粒组织的分布及演变特征,以优化开坯工艺设计。方法 利用DEFORM-3D平台,基于弹塑性有限元法建立三维热力耦合模型,对GH4169镍基高温合金铸锭的开坯自由锻造工艺进行数值模拟。结果 模拟结果表明,镦粗后坯料芯部温度可达1 110 ℃,径向温差小于50 ℃,芯部与边缘等效应变差值约0.2,再结晶体积分数最高达36%;终锻时,坯料温度为970~1 070 ℃,表面应变约7.5,芯部应变约4,晶粒尺寸均小于20 μm,且径向尺寸差小于10 μm,组织均匀性得到显著提升;损伤因子分析结果揭示了最大损伤区域的分布规律。结论 所设计的工艺流程显著改善了GH4169合金的微观组织,使晶粒均匀细化,有效提升了锻件的组织均匀性,为优化GH4169合金大规格铸锭的开坯工艺提供了理论依据。

来源：2025年第8期

《精密成形工程》期刊编辑部

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