Effects of mold parameters on microscopic properties of cross wedge rolling (CWR) GH4169 alloy shaft parts

Efectos de los parámetros del molde en las propiedades microscópicas de las piezas de eje de aleación GH4169 laminadas en cuña cruzada (CWR)

El tamaño y la uniformidad del grano del eje desempeñan un papel importante en la mejora de sus propiedades mecánicas. Utilizando el software de elementos finitos DEFORM-3D, se han estudiado sistemáticamente los efectos del ángulo de ensanchamiento y del ángulo de conformado en el rendimiento micro de las piezas del eje de aleación GH4169. Los resultados muestran que el refinamiento del grano se completa principalmente en la sección de ensanchamiento. A medida que aumenta el ángulo de ensanchamiento, el tamaño de grano se expande constantemente, y el valor de fluctuación disminuye y luego aumenta, mientras que a medida que aumenta el ángulo de conformado, el tamaño de grano y el valor de fluctuación disminuyen y luego aumentan. La precisión del modelo de elementos finitos se verificó mediante experimentos de laminación en cuña transversal.

INTRODUCCIÓN

La aleación GH4169, un tipo de superaleación, se utiliza ampliamente en la industria aeroespacial, la energía nuclear, el petróleo y otros campos, debido a sus buenas cualidades como la resistencia a la fatiga y la resistencia a la corrosión. Sin embargo, es difícil para la aleación GH4169 refinar el grano por tratamiento térmico debido a su baja plasticidad de procesamiento y gran resistencia a la deformación, y después del procesamiento en caliente, a menudo aparece el grano grueso y cristal mixto [1]. Por lo tanto, es muy necesario estudiar la influencia de los parámetros de la matriz de laminación de cuña cruzada en el tamaño de grano interno y la uniformidad del eje de aleación GH4169.

Algunos estudiosos trabajaron duro en las investigaciones sobre la conformación de la aleación GH4169. Qi et al. investigaron el modelo de material de GH4169 principalmente a través de experimentos de compresión [2], Zhang et al. estudiaron la influencia de tres parámetros de proceso de laminado en cuña cruzada en el tamaño de micrograno [3], y Wang et al. analizaron el efecto de los parámetros de forja en la forja en caliente del disco de turbina de aleación GH4169 [4], pero hubo pocos estudios sobre la influencia de los parámetros de la matriz de laminado en cuña cruzada en sus micropropiedades. El ángulo de ensanchamiento y el ángulo de conformado son los parámetros de proceso más fundamentales e importantes para el diseño de la matriz de laminación en cuña cruzada, por lo tanto, en este artículo, el mecanismo de conformado del eje GH4169 y la variación del tamaño de grano se obtienen mediante simulación con software de elementos finitos DEFORM-3D y experimentos de laminación. Los resultados de la investigación proporcionan una guía teórica para seleccionar parámetros de molde razonables.