基于数值模拟的粉末冶金TiAl合金叶片模锻工艺研究

张强¹，李慧中^1,2,3，梁霄鹏^1,2,3，陶慧¹

1. 中南大学材料科学与工程学院2. 中南大学粉末冶金国家重点实验室3. 中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室

摘 要：采用Deform-3D有限元软件对粉末冶金Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.2W（摩尔分数,%）合金叶片的模锻工艺进行数值模拟研究,分析预热温度和上模速度对TiAl合金叶片锻件的等效应变场和等效应力场分布以及上模载荷的影响。结果表明,随预热温度升高和上模速度减小,叶片锻件的等效应变场和等效应力场分布更均匀,有利于提高叶片组织的均匀性。随着模锻过程的进行,由于TiAl合金加工硬化以及锻坯与模具间的摩擦增大,导致上模载荷不断增大,而预热温度升高和上模速度减小均使上模载荷显著降低。粉末冶金TiAl合金叶片模锻变形的最佳工艺参数为预热温度1 200℃、上模速度0.5 mm/s。

关键词：数值模拟;Deform-3D有限元软件;TiAl合金;叶片;模锻;