【摘 要】
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随着科技的发展,使用数值模拟的方法对金属塑性变形及热处理进行研究倍受关注,各种模拟软件层出不穷。其中,DEFORM-3D是一种可以用来分析大多数热机械成形工艺,以及许多热处理工艺的模拟软件。一般的方法是在变形中定义初始工件的几何形状和材料,然后依次模拟将被应用到工件上的每个过程。然而,DEFORM-3D软件对微观组织的预测并不能达到用户的所有要求。但是,DEFORM-3D软件预留了二次开发接口,用
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随着科技的发展,使用数值模拟的方法对金属塑性变形及热处理进行研究倍受关注,各种模拟软件层出不穷。其中,DEFORM-3D是一种可以用来分析大多数热机械成形工艺,以及许多热处理工艺的模拟软件。一般的方法是在变形中定义初始工件的几何形状和材料,然后依次模拟将被应用到工件上的每个过程。然而,DEFORM-3D软件对微观组织的预测并不能达到用户的所有要求。但是,DEFORM-3D软件预留了二次开发接口,用户通过对子程序的开发就能实现对微观组织演变预测的功能。本文主要基于动静态再结晶模型对DEFORM-3D模拟软件进行二次开发。通过编写金属动静态再结晶模型的子程序,然后使用接口文件将子程序嵌入到DEFORM-3D软件中,即可从后处理中观察再结晶晶粒演变情况。首先通过了解金属微观组织演变规律,根据微观组织演变规律设计了流程图,用Fortran语言编写子程序,生成数据接口文件,完成模型嵌入。之后在前处理Advanced中输入PNM530不锈钢再结晶模型的各参数,即可在后处理中观察组织演变规律。最后对PNM530不锈钢热压缩工艺进行仿真模拟,分析了在不同压下量、不同温度、不同应变速率下的动态再结晶百分数和晶粒尺寸值以及在不同变形量下保温、不同保温时间、不同温度下的静态再结晶百分数和晶粒尺寸值。通过模拟结果得到以下结论:(1)工件中心部位的动态再结晶晶粒尺寸最细小,鼓形区次之,上下两端最大。减小应变速率,升高温度,更有利于动态再结晶的发生。(2)静态再结晶发生在未达到临界应变的小应变区域。延长保温时间,增大保温前的变形量,升高温度,更有利于静态再结晶的发生。(3)使用与数值模拟相同的工艺参数进行试验,对试验后得到的金相图片进行晶粒尺寸的测量,用来与数值模拟结果对比。结果发现,试验得到的晶粒尺寸与模拟得到的晶粒尺寸相近,这说明本文对DEFORM-3D的二次开发是成功的。
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