自由锻工序对空心钢锭内部孔洞闭合规律的影响

摘要

针对传统浇注工艺制备的空心钢锭内部可能存在空隙性缺陷(球形、径向管状、轴向管状和切向管状孔洞缺陷)的锻合问题,首先,基于孔洞闭合体积能量率变化的特性,建立了体积变形功率与塑性变形功率比值的孔洞闭合新判据T函数,并将其集成至DEFORM软件;在此基础上,采用数值模拟方法,分析获得了空心钢锭内部孔洞缺陷在镦粗、芯轴扩孔和芯轴拔长的自由锻工序变形过程中的闭合行为和临界压下率,验证了T函数预测孔洞闭合的有效性和准确性。结果表明,自由锻工序中,与加载压缩变形方向垂直的孔洞容易闭合、与加载压缩变形方向平行的孔洞最难闭合。空心钢锭开坯压实宜采用局部加载压缩的芯轴扩孔和芯轴拔长工序。对于当量尺寸为Φ10 mm的孔洞,加载压缩变形率达到40%即可实现孔洞完全闭合、从而达到消除孔洞和压实的效果。