大型锻件内裂纹缺陷修复的物理模拟研究

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大型锻件内裂纹缺陷修复的物理模拟研究
  【英文题名】 Study on Healing of Interior Crack-type Fault in Heavy Forging by Modeling
【作者中文名】 袁朝龙;
【导师】 钟约先;
【学位授予单位】 清华大学;
【学科专业名称】 材料加工工程
【学位年度】 2002
【论文级别】 博士
【网络出版投稿人】 清华大学
【网络出版投稿时间】 2004-03-25
【关键词】 大型锻件; 内裂纹缺陷; 修复结晶; 拟生研究; 类生现象;
【英文关键词】 Heavy Forging; Interior Cavity-type Fault; Healing-crystal; Mimic-biology Research; Mimic-biology Phenomena;
【中文摘要】 大型锻件作为大型成套装备的核心零部件，在国民经济建设、国防装备和现代尖端科学重大装置中发挥着非常重要的作用。大型锻件的生产水平反映一个国家的工业生产水平，生产中大型锻件报废将造成巨大的经济损失。论文针对我国大型锻件生产中存在的共性技术问题，对影响大型锻件质量的内裂纹缺陷修复过程和机理，进行深入系统地研究。 采用物理模拟的方法，研究了大型锻件内裂纹缺陷修复机制。根据大型锻件的特点和生产实际，建立了三种裂纹模型模拟大型锻件的内裂纹缺陷，设计了完整系统的模拟实验方案。除采用常用修复方法外，提出了变温修复。系统研究了温度、加热时间、温度变化率、加压等热力参数对修复过程中裂纹尺寸、材料的显微组织、晶粒、成分、显微硬度、强度等变化的作用。 研究了大型锻件内裂纹缺陷修复过程中微观组织变化规律，提出修复结晶是大型锻件内裂纹缺陷修复的主要形式。内裂纹缺陷修复过程中，裂纹孔隙处以多种方式进行修复结晶，修复结晶所需材料由基体迁移扩散方式输运，导致修复区出现异常组织、细晶粒、成分差异和晶格变异等现象。 根据裂纹扩展的G判据，从能量平衡的角度在理论上分析了裂纹修复的机理和过程。根据实验结果将修复过程分为三个阶段，并提...
【英文摘要】 Heavy forgings, as the primary components of large-sized equipment, play a pivotal role in the national economy construction, military accoutering, and advanced scientific device manufacturing. The level of heavy forging production represents a country s level of industrialization. Discarding a heavy forging of poor quality in production means extremely costly loss of money and time. The healing mechanism and process of interior cavity-type fault in heavy forging were systematically studied against the comm...