模块锻件的主要创新成果

（1）对模块锻件锻造过程进行了全流程有限元数值模拟，分别从温度场、应力场、锻造载荷和成形质量四个方面，比较了轴向反复镦拔法、径向十字锻造法和综合锻造法对锻件质量的影响。结果表明，采用径向十字锻造法优于其他工艺方法，其温度场和应力场分布均匀，锻造载荷合理，锻造过程不易产生裂纹，且锻造操作方法不复杂。 

（2）结合现有的生产条件，对有限元模型进行试验验证，分析试验结果与模拟结果中材料的温度和尺寸的变化等情况，有限元模拟值和试验测量值的变化趋势完全是一致的，温度场最大相对误差为 8.5%、尺寸变化最大误差 5.5%，有效验证了有限元模型的可靠和准确性。 

（3）对镦粗过程中易产生的裂纹缺陷进行了研究，利用空穴扩张比预测了锻件表面纵向裂纹缺陷，创新性的提出利用鼓肚形状系数作为不同高径比坯料裂纹产生的统一判据。结果表明，当锻件形状系数 Gu 超出临界鼓肚系数 Gu 临0.53 时，锻件表面将会产生微裂纹，并通过了相关的试验验证。 

（4）对镦粗过程中锻件心部疏松和孔洞等缺陷进行了研究，分析了镦粗工艺对锻件内部缺陷消除的影响。结果表明，当压下率达到 50%时（即镦粗锻造比为 2 时），原有内部存在的疏松在镦粗过程可以被完全压实，且可锻合高径比 4.5 以下的中心孔洞，镦粗过程压下率应该控制在 50%（即锻造比 2）。

（5）对拔长中产生的裂纹缺陷和锻件内部孔洞进行研究，利用空穴扩张比对端部裂纹缺陷进行预测，提出拔长消除两端鼓肚的方法，避免了裂纹产生；建立孔洞有限元模型，分析拔长内部孔洞闭合规律，通过采用交错砧位置的拔长锻造方法后，当压下率为 15%时，锻件内部不同位置的孔洞有效被锻合。

（6）对拔长中的折叠缺陷进行研究，分析送进量 W 和压下量 ΔH 对拔长折叠产生的影响，创新性利用关系式 M=ΔH/W 建立了折叠缺陷产生的判据：当 M<(0.8~1.0)时，锻件表面不产生折叠裂纹，当 M≥(0.8~1.0)时，锻件表面会产生折叠裂纹并通过了试验验证。

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