郭良刚，潘 霞，杨 合，李永堂，谷瑞杰

(1．西北工业大学凝固技术国家重点实验室，陕西 西安 710072;2．太原科技大学材料科学与工程学院，山西 太原 030024;3．中国重型机械研究院有限公司，陕西 西安 710032)

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环类零件铸辗复合成形 (见图1(a))是一种直接利用环形铸坯辗轧获得环形零件的短流程制造新技术，与传统环件辗轧利用锻坯轧制成形的工艺 (见图1(b))流程相比，具有短流程、节能、节材、高效、低成本、环保等技术优势［1-2］。然而环形铸坯材料微观组织的演变规律及合理控制是该新技术发展面临的主要瓶颈。图1为两种工艺的流程图对比。

国内外学者采用理论解析、试验和数值模拟的方法对环件辗轧工艺的变形控制及优化方面开展了大量研究。郭良刚［3-4］等人在ABAQUS环境下，建立了大型环件径轴向轧制的热力耦合有限元模型，提出了导向辊的柔性控制方法和稳定轧制条件。马义伟［5］等研究了驱动辊转速对异形环件轧制过程及热力参数分布的影响规律，研究表明从环件金属轴向收缩、轧制力和温度分布均匀性考虑，以较低的驱动辊转速轧制为宜。在微观组织演变研究方面，王敏［6-7］将Ti-6Al-4V的微观组织演变模型通过ABAQUS二次开发子程序应用于大型环件热辗轧过程的3D-FE模拟中，研究了微观组织在成形过程中的演变特征及机理;许思广［8］等通过将微观组织演变模型嵌入热力耦合三维刚塑性有限元分析程序，对钢环件热辗轧过程进行了模拟，得到了环件变形区和变形区外典型截面上的奥氏体晶粒分布及平均晶粒尺寸;欧新哲［9］等预测了40Cr钢再结晶晶粒尺寸和体积分数，揭示了工艺参数对40Cr钢环件热辗轧过程中奥氏体组织的影响规律。……