[發(fā)明專利]鎳基合金管材熱擠壓工藝參數(shù)獲取方法以及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611219036.4
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106650112B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王玨;董建新;張麥倉;謝錫善
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工程學院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 唐維虎

1.一種鎳基合金管材熱擠壓工藝參數(shù)獲取方法，其特征在于，包括：

調(diào)整熱擠壓工藝參數(shù)的取值，獲得多組熱擠壓工藝參數(shù)備選數(shù)據(jù)；

對熱擠壓模型進行管坯熱擠壓過程的數(shù)值模擬分析，獲取多組不同熱擠壓工藝參數(shù)備選數(shù)據(jù)下的管坯的優(yōu)化判據(jù)數(shù)據(jù)；所述熱擠壓工藝參數(shù)包括：熱擠壓速度、管坯預(yù)熱溫度以及熱擠壓比；所述優(yōu)化判據(jù)數(shù)據(jù)包括：擠壓全過程中管坯的最高溫度、擠壓全過程中模具的最高溫度、擠壓載荷峰值和荒管的晶粒尺寸；

構(gòu)建每一種熱擠壓工藝參數(shù)與優(yōu)化判據(jù)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系曲線，并根據(jù)所述關(guān)系曲線以及預(yù)設(shè)的判據(jù)選擇條件，確定每一種優(yōu)化判據(jù)數(shù)據(jù)所對應(yīng)的熱擠壓工藝參數(shù)的取值區(qū)間；

對所有優(yōu)化判據(jù)數(shù)據(jù)所對應(yīng)的同一種熱擠壓工藝參數(shù)的取值區(qū)間進行交集處理，獲取熱擠壓工藝參數(shù)的優(yōu)選取值；

其中，所述對熱擠壓模型進行管坯熱擠壓過程的數(shù)值模擬分析，獲取多組不同熱擠壓工藝參數(shù)取值下的管坯的優(yōu)化判據(jù)數(shù)據(jù)，具體包括：

獲取管坯材料的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線或者本構(gòu)方程，并獲得所述管坯材料所對應(yīng)的包含動態(tài)再結(jié)晶過程的組織演化數(shù)學模型；

根據(jù)所述真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線或者本構(gòu)方程，并根據(jù)所述組織演化數(shù)學模型，使用有限元分析法對所述熱擠壓模型進行管坯熱擠壓過程的數(shù)值模擬分析，獲取每一組熱擠壓工藝參數(shù)取值下的管坯的溫度場分布數(shù)據(jù)、模具的溫度場分布數(shù)據(jù)、荒管的晶粒度分布數(shù)據(jù)和擠壓載荷隨時間變化數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述管坯的溫度場分布數(shù)據(jù)、模具的溫度場分布數(shù)據(jù)、荒管的晶粒度分布數(shù)據(jù)和擠壓載荷隨時間變化數(shù)據(jù)，獲取每一組熱擠壓工藝參數(shù)取值下的管坯的優(yōu)化判據(jù)數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的判據(jù)選擇條件包括：管坯的最高溫度小于管坯材料的初熔溫度；模具的最高溫度小于模具材料的軟化溫度；擠壓峰值載荷不高于設(shè)備承載極限；荒管的晶粒尺寸與目標晶粒尺寸相差小于等于10μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取管坯材料的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線具體包括：

對管坯進行取材，獲取實驗樣品；

對實驗樣品進行高溫壓縮實驗，獲得管坯材料對應(yīng)的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線；

其中，所述高溫壓縮實驗的溫度取值范圍為0.7*Tm～0.9*Tm，應(yīng)變速率范圍為0.1s-1～10s-1；Tm為合金熔點。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述獲取熱擠壓工藝參數(shù)的優(yōu)選取值之后，還包括：

使用所述優(yōu)選取值，管坯材料進行實際驗證。

5.一種鎳基合金管材熱擠壓工藝參數(shù)獲取裝置，其特征在于，包括：

熱擠壓工藝參數(shù)備選數(shù)據(jù)生成單元，用于調(diào)整熱擠壓工藝參數(shù)的取值，獲得多組熱擠壓工藝參數(shù)備選數(shù)據(jù)；數(shù)值模擬分析單元，用于對熱擠壓模型進行管坯熱擠壓過程的數(shù)值模擬分析，獲取多組不同熱擠壓工藝參數(shù)備選數(shù)據(jù)下的管坯的優(yōu)化判據(jù)數(shù)據(jù)；所述熱擠壓工藝參數(shù)包括：熱擠壓速度、管坯預(yù)熱溫度以及熱擠壓比；所述優(yōu)化判據(jù)數(shù)據(jù)包括：擠壓全過程中管坯的最高溫度、擠壓全過程中模具的最高溫度、擠壓載荷峰值和荒管的晶粒尺寸；

關(guān)系曲線構(gòu)件單元，用于構(gòu)建每一種熱擠壓工藝參數(shù)與優(yōu)化判據(jù)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系曲線，

取值區(qū)間確定單元，用于根據(jù)所述關(guān)系曲線以及預(yù)設(shè)的判據(jù)選擇條件，確定每一種優(yōu)化判據(jù)數(shù)據(jù)所對應(yīng)的熱擠壓工藝參數(shù)的取值區(qū)間；

優(yōu)選取值獲取單元，用于對所有優(yōu)化判據(jù)數(shù)據(jù)所對應(yīng)的同一種熱擠壓工藝參數(shù)的取值區(qū)間進行交集處理，獲取熱擠壓工藝參數(shù)的優(yōu)選取值；

所述數(shù)值模擬分析單元具體包括：

數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取管坯材料的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線或者本構(gòu)方程，并獲得所述管坯材料所對應(yīng)的包含動態(tài)再結(jié)晶過程的組織演化數(shù)學模型；

有限元分析模塊，用于根據(jù)所述真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線或者本構(gòu)方程，并根據(jù)所述組織演化數(shù)學模型，使用有限元分析法對所述熱擠壓模型進行管坯熱擠壓過程的數(shù)值模擬分析，獲取每一組熱擠壓工藝參數(shù)取值下的管坯的溫度場分布數(shù)據(jù)、模具的溫度場分布數(shù)據(jù)、荒管的晶粒度分布數(shù)據(jù)和擠壓載荷隨時間變化數(shù)據(jù)；

優(yōu)化判據(jù)數(shù)據(jù)獲取模塊，用于根據(jù)所述管坯的溫度場分布數(shù)據(jù)、模具的溫度場分布數(shù)據(jù)、荒管的晶粒度分布數(shù)據(jù)和擠壓載荷隨時間變化數(shù)據(jù)，獲取每一組熱擠壓工藝參數(shù)取值下的管坯的優(yōu)化判據(jù)數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的判據(jù)選擇條件包括：管坯的最高溫度小于管坯材料的初熔溫度；模具的最高溫度小于模具材料的軟化溫度；擠壓峰值載荷不高于設(shè)備承載極限；荒管的晶粒尺寸與目標晶粒尺寸相差小于等于10μm。