文档介绍：华中科技大学硕士学位论文 I 摘要由于粉末材料的非致密性能以及复杂的热机耦合工况环境,使得最终金属零件与设计的形状和尺寸存在一定偏差,因而精确控形是热等静压近净成形方法实施的关键技术和最大难点之一。数值模拟的方法可以预测热等静压中包套的变形和粉末的致密化过程,为包套形状和尺寸的优化提供依据。本文采用 中的 Shima 模型对热等静压成形过程进行了模拟研究。首先模拟了 316 不锈钢粉末制作柱状类测试样件的成形过程,结果表明:包套的形变遵循了先体积膨胀后体积收缩的形变过程,包套的轴向收缩达到了 7% ,中间处径向收缩达到了 12% ;粉末的致密遵循从外到内,从中间到两端的致密化规律。根据简单包套变形规律,提出了反变形设计方法,并完成了涡***类零件的包套及型芯的结构设计。在 Ni625 高温合金涡***部件的热等静压成形模拟中,上端盖的最大压缩位移量达到了 。模拟结果显示,致密度最高可达 % ,由于型芯处理的非理想性以及材料参数等多方面的影响,密度的分布结果并不是均匀的,甚至存在密度值较低的现象。为了验证模拟结果,进行了热等静压工艺试验。制作完成了包套零件和抽空管部件,并进行了 Ni625 合金粉末的形貌参数测试;并对原来的抽真空和剪断工艺进行了改进,在抽真空过程中进行了 300 ℃~400 ℃的加热除气措施,缩短了除气时间; 针对原来的剪断过程中抽空管容易开裂的现象,改进了剪断的工艺操作流程。在零件制作完成之后,对模拟结果进行了实验验证。通过在变形关键位置选取测试点的方法来验证模拟的精度。在柱状类测试样件的结果中,径向模拟结果偏大 % ,而轴向模拟结果偏小 % ;两者变形体积的相互抵消致使致密度模拟误差在 %~% 左右。涡***部件变形的实验结果与模拟能够较好的吻合,关键位置处的尺寸收缩率在 10% 以内,变形主要集中在上端盖的向内压缩和侧面包套筒顶端处的径向收缩。经过酸洗及机加工后,得到的涡***部件的致密度在 99% 以上。型芯结构的存在对包套的变形有一定的影响,并可以很好的约束粉末流动和致密过华中科技大学硕士学位论文 II 程。关键词: 热等静压数值模拟. 包套变形粉末致密化实验验证工艺改进华中科技大学硕士学位论文 III Abstract Since the. powder material’s non-de nse properties plex coupled environmental conditions during the hot isostatic pressing ,making the part’s final shape and size have a certain bias with the design , thus precise control of shape is the key and most difficult technologies in the near net shape processing. Numerical simulation method can predict the can’s deformation and the powder’s densifica tion process during the hot isostatic pressing, which provide guidance for the can’s shape optimization. In this paper ,the Shima model is used in the simulation study of hot isostatic pressing by Software. First, we simulate the 316 stai nless steel powder’s forming process of the cylindrical test sample , the results show that: the can’s shape will have a significant contraction af ter the first expansion ,the ca n’s axial contraction reached 7% and the radial contraction of the middle reaches 12%.The densification process show that, pact from outside to inside , from the middle to both ends. Ba