Simulación numérica y verificación experimental de piezas en forma de disco de superaleación a base de níquel formadas por thixoformado semi-sólido
Autores: Xiao, Guanfei; Jiang, Jufu; Wang, Ying
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Simulación numérica
Proceso de tixoforja
Superaleación a base de níquel GH4037
Componentes en forma de disco
Temperatura del lingote
Velocidad de extrusión
Licencia
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Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
Se realizó una simulación numérica del proceso de tixoforación de componentes en forma de disco de la superaleación a base de níquel GH4037 utilizando el software DEFORM-3D (Deform V11). El proceso completo de simulación numérica incluye tres etapas en este trabajo: transferencia de calor al aire, transferencia de calor en la varilla de eyección y el proceso de tixoforación semisólido. Se investigaron los efectos de la colocación del lingote, la temperatura del lingote y la velocidad de extrusión en la simulación numérica de la tixoforación. Además, se produjeron algunos componentes en forma de disco a través de la tixoforación para verificar los resultados de la simulación numérica. Los resultados de la simulación indican que la colocación horizontal del lingote es beneficiosa para la tixoforación de la pieza GH4037. Una temperatura de lingote más alta es buena para el llenado de componentes en forma de disco, y la pieza formada está completamente llena cuando la temperatura del lingote es superior a 1360 grados C. Una mayor velocidad de extrusión conduce a una menor tensión efectiva del componente en forma de disco. Sin embargo, una alta velocidad de extrusión conduce fácilmente a la separación de las fases sólida y líquida y agrava el desgaste y el impacto de los troqueles. Los resultados experimentales de la tixoforación están en buena concordancia con los resultados de la simulación numérica, y se obtienen componentes en forma de disco de la superaleación a base de níquel GH4037 con llenado completo y buena calidad de superficie bajo los parámetros de proceso optimizados.
Descripción
Se realizó una simulación numérica del proceso de tixoforación de componentes en forma de disco de la superaleación a base de níquel GH4037 utilizando el software DEFORM-3D (Deform V11). El proceso completo de simulación numérica incluye tres etapas en este trabajo: transferencia de calor al aire, transferencia de calor en la varilla de eyección y el proceso de tixoforación semisólido. Se investigaron los efectos de la colocación del lingote, la temperatura del lingote y la velocidad de extrusión en la simulación numérica de la tixoforación. Además, se produjeron algunos componentes en forma de disco a través de la tixoforación para verificar los resultados de la simulación numérica. Los resultados de la simulación indican que la colocación horizontal del lingote es beneficiosa para la tixoforación de la pieza GH4037. Una temperatura de lingote más alta es buena para el llenado de componentes en forma de disco, y la pieza formada está completamente llena cuando la temperatura del lingote es superior a 1360 grados C. Una mayor velocidad de extrusión conduce a una menor tensión efectiva del componente en forma de disco. Sin embargo, una alta velocidad de extrusión conduce fácilmente a la separación de las fases sólida y líquida y agrava el desgaste y el impacto de los troqueles. Los resultados experimentales de la tixoforación están en buena concordancia con los resultados de la simulación numérica, y se obtienen componentes en forma de disco de la superaleación a base de níquel GH4037 con llenado completo y buena calidad de superficie bajo los parámetros de proceso optimizados.