大型支承辊锻件内部夹杂性缺陷形成机理的FEM分析

摘要

以大型Cr5钢支承辊锻件为对象,通过分析大型钢锭内部夹杂物种类及其变形特性,并考虑夹杂物与钢锭几何尺寸的实际比例关系,采用在钢锭内部分别预置球形塑性夹杂物和硬质夹杂物的方法,建立了大型钢锭高温锻造过程的非线性有限元模型.模拟结果表明:在锻造过程中,塑性夹杂物与钢锭基体金属协调变形,其三维形态呈"球形→椭球→扁平、细长片状"演变规律.结合硬质夹杂物周围基体金属流动规律、应力应变分布和物理模拟试验结果,对夹杂性裂纹缺陷的形成机理进行了分析,并给出了砧宽比和V形砧夹角对缺陷形态的影响规律.