《铸造技术》

文章标题:GH4169 合金盘件锻造全过程晶粒尺寸演变规律仿真研究

文章作者:周子煜 1,邓 浩 2,杨靖雲 2,刘 浪 2,孙宗帅 2,吴天模 2,郭良刚 1
关 键 字:GH4169 合金;航发涡轮盘;动态再结晶模型;静态晶粒长大模型;宏微观耦合有限元模型
文章摘要:
以某型航空发动机 GH4169 合金盘锻件为研究对象,针对晶粒尺寸及其均匀性调控难题,开展了锻造全过程晶粒尺寸演变规律的仿真研究。 建立了基于应变补偿的 Arrhenius 宏观流动应力本构模型,以及考虑 δ 相影响的动态再结晶与晶粒长大模型。 通过全过程几何与晶粒尺寸数据的遗传关系,建立了全过程宏微观有限元模型,以综合预测变形与晶粒尺寸演变,模拟揭示了全流程(锻粗-加热-预锻-加热-终锻)晶粒尺寸的分布及演变规律。 结果表明,锻粗与预锻通过局部不均匀大变形实现原始组织初步细化,但导致晶粒尺寸不均;中间加热利用大、小晶粒长大速度差异,使晶粒尺寸趋于均匀化;终锻在低速、等温条件下促使绝大部分区域发生充分动态再结晶,实现整体晶粒显著细化,平均晶粒度达 ASTM 9.0~9.5 级,仅在与模具接触的局部小变形区残留约 ASTM 7.5 级粗大晶粒。