文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
大锻件材料内部空洞型缺陷高温焊合过程的研究
姓名:刘丽娟
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:崔振山
20100101
上海交通大学工学硕士学位论文摘要
大锻件材料内部空洞型缺陷高温焊合过程的研究

摘要
大锻件作为大型成套设备的核心零件,在电力、钢铁、石化、造
船、交通、军工、重矿机械、航空航天等行业的发展中发挥着非常重
要的作用,其技术水平是衡量一个国家工业发展的重要指标之一。近
年来,我国对大锻件的需求量越来越大,质量要求也越来越严格。然
而,大锻件内部往往存在着十分严重的冶金缺陷,如疏松、偏析、空
洞、夹杂等,其质量难以控制。因此,大锻件锻造工艺的研究不仅需
要着眼于如何生产出满足要求、具有一定形状尺寸的锻件,更需要的
是研究如何修复消除内部缺陷、改善微观组织,从而改善材料的力学
性能,提高大锻件的内在质量和承载能力。
本文选取我国生产超超临界转子的大锻件材料 30Cr2Ni4MoV 钢
作为研究对象,对空洞型缺陷进行了高温焊合实验研究。在此基础上
分析了大锻件内部空洞型缺陷的焊合机理,得到了大锻件内部空洞型
缺陷焊合的规律、影响空洞型缺陷焊合的因素和提高空洞型缺陷焊合
效果的工艺条件。主要工作和研究成果如下:
1. 以金属扩散理论为基础,分析了空洞型缺陷焊合的扩散与再
结晶机制,借鉴真空扩散焊接模型进行理论推导,研究了高
温变形条件下大锻件内部空洞型缺陷焊合的理论模型,得出
影响空洞型缺陷焊合过程的因素为:温度、保温时间、变形
第 I 页
上海交通大学工学硕士学位论文摘要
量以及应变速率。根据焊合理论模型,得到了在同一温度和
变形量、不同应变速率条件下空洞型缺陷焊合所需要的时间。
2. 基于有限元软件对大锻件内部空洞型缺陷的闭合
过程进行了数值模拟研究,得到了空洞闭合所需的力学条件,
定性地分析了空洞闭合对焊合的影响。
3. 建立了空洞型缺陷的高温扩散焊合物理模型,在 Gleeble-3500
材料试验机上通过对具有光滑表面的试件进行高温塑性变形
焊合实验,模拟了大锻件内部空洞型缺陷的焊合过程。
4. 通过观察在不同温度、保温时间和变形量条件下空洞型缺陷
的焊合界面微观形貌,系统地研究了温度、保温时间和变形
量对空洞焊合过程的影响,得到了空洞型缺陷的焊合规律。

关键词:大锻件,空洞型缺陷,闭合,焊合,扩散

第 II 页
上海交通大学工学硕士学位论文 ABSTRACT
STUDY ON THE BONDING PROCESS OF INNER VOID
DEFECTS IN HEAVY FORGING
AT HIGH TEMPERATURE

ABSTRACT
As key parts of plete sets of equipment, heavy forgings
have played important roles in the industry, such as electric power , steel,
petro chemistry, shipbuilding, transportation, military, heavy mining
machinery, aerospace and so on. Its technology level is one of the most
important symbols which represent a country’s level of industry. In recent
years, the demand for heavy forging is increasing greatly in our country.
While the quality of heave forgings is difficult to control, for there always
are some inner metallurgy defects, such as cavity, segregation, void,
inclusion and so on. Therefore, in addition to producing dimensional
satisfactory heavy forgings, the research on upsetting process should pay
more attention to modification of inn