热等静压下不锈钢粉末包套形变与致密化研究：有限元模拟与实验验证

本文主要探讨了热等静压（HIP）工艺在316不锈钢粉末成形过程中的应用，以及包套的变形行为和内部粉末致密化现象。作者基于粉末塑性变形理论，利用MSC.Marc软件进行了一项详细的有限元模拟研究。研究的重点在于分析热等静压过程中包套在径向和轴向的形变动态，以及松装粉末如何在高温高压下实现致密化。 在模拟过程中，作者特别关注了包套的几何形态变化，尤其是在不同压力和温度条件下的形变趋势，以及这种形变对粉末微观结构的影响。通过对比模拟结果和实际测试样品的实验数据，发现径向位移的模拟值偏小，与实验结果之间的误差达到了-5.33%和-13.64%，这可能反映了模拟方法在考虑局部应力分布上的局限性。另一方面，轴向位移的模拟值偏大，相关点的误差分别为7.43%、3.14%和4.57%，这可能是由于边界条件或材料模型的不精确性导致的。 尽管存在这些差异，但包套的径向和轴向形变的综合效应使得致密度模拟的误差相对较小，大约在4.23%至6.45%之间。这一结果表明，虽然有限元模拟在某些细节上可能存在偏差，但它能整体上有效地描绘出热等静压过程中包套的形变模式和粉末的致密化进程。 此外，该研究还指出，对于简单的柱状形包套，有限元模拟方法提供了一种有效的工具，可以帮助理解和预测复杂结构包套在热等静压过程中的行为。这种方法对于精确控制热等静压过程中的形状和性能具有重要意义，可以为设计和优化这类工艺提供有价值的参考。 关键词包括：热等静压、数值模拟、验证、包套、粉末、致密化。文章将研究成果归类于材料科学和技术领域，具有重要的工程实践价值，特别是在材料成型和粉末冶金研究方面。这项研究不仅深化了我们对热等静压成形过程的理解，也为今后的粉末成形技术发展提供了科学依据。