第1章 绪论 1
1.1大型锻件在国民经济中的重要地位 1
1.2大型锻件的生产特点 1
1.2.1产品品种范围广 1
1.2.2单件、小批生产 2
1.2.3技术准备工作繁杂，产品生产周期长 2
1.2.4产品要求质量高，生产难度大 2
1.3成形过程理论分析与计算的基本方程 3
1.3.1平衡微分方程 3
1.3.2变形几何协调方程 3
1.3.3材料屈服准则 3
1.3.4本构方程 4
1.3.5体积变化率 5
1.3.6边界条件 5
1.4大型锻件锻造概述 5
1.4.1基本任务、基本工序与液压机锻造能力范围 5
1.4.2大型锻件用钢锭 11
1.4.3锻造对金属组织和性能的影响 18
1.4.4大型锻件锻后冷却及热处理 22
1.5大型锻件工艺理论与技术的发展 24
1.5.1问题的提出 24
1.5.2主要成果 25
1.6本书的特点与研究方法 27
参考文献 28
第2章 从新概念视角对镦粗进行重新认识 29
2.1已有镦粗知识概述 29
2.1.1镦粗的应用 29
2.1.2镦粗时的金属流动 29
2.1.3圆柱体镦粗时的应力分布 33
2.1.4改善镦粗不均匀变形的措施 34
2.2普通平板间镦粗圆柱体的新理论 37
2.2.1基本假设 37
2.2.2刚塑性力学模型的拉应力理论 38
2.2.3静水应力区力学模型的切应力理论 40
2.2.4结论 41
2.2.5降低饼类锻件探伤废品率的工艺原则 42
2.3圆柱体镦粗刚塑性力学模型拉应力理论的物理模拟 42
2.3.1定性物理模拟 43
2.3.2定量物理模拟 46
2.4圆柱体在普通平板间镦粗时应力场的数值模拟 51
2.4.1应用刚粘塑性有限元法有限元分析 51
2.4.2应用ANSYS商业软件 56
2.5圆柱体漏盘镦粗 66
2.5.1平板漏盘间圆柱体镦粗的两个新力学模型 66
2.5.2圆柱体在内凹球面镦粗板和内凹漏盘间镦粗时的两个力学模型 71
2.5.3漏盘镦粗圆柱体的试验研究 75
2.6变形速率对平板镦粗圆柱体内部应力状态的影响 81
2.6.1试验研究结果 81
2.6.2理论分析初探 81
2.7小结 82
参考文献 82
第3章 从新概念视角对拔长进行重新认识 84
3.1已有拔长知识概述 84
3.1.1拔长工艺操作 84
3.1.2砧子形状和毛坯形状对锻件质量的影响 88
3.1.3砧子宽度对锻件质量的影响 89
3.1.4锻造条件对毛坯内部空洞闭合的影响 89
3.2方柱体镦粗 96
3.2.1方柱体镦粗的两个新力学模型 96
3.2.2方柱体镦粗的数值模拟 101
3.3平砧拔长矩形截面毛坯的新理论 105
3.3.1名词释义 106
3.3.2砧宽比W／H和料宽比B／H——平砧拔长的重要工艺参数 107
3.4新拔长理论工艺参数的量值匹配与确定 108
3.4.1平砧拔长的展宽 108
3.4.2拔长毛坯的截面变换计算 109
3.5平砧拔长矩形截面毛坯的物理模拟 110
3.5.1定性物理模拟——平砧拔长矩形截面毛坯横向应力控制的试验研究 110
3.5.2定量物理模拟 114
3.6平砧拔长矩形截面毛坯的数值模拟 116
3.6.1砧宽比与轴向拉应力模拟 116
3.6.2料宽比与横向拉应力模拟 117
3.6.3综合模拟的结果 117
3.6.4拔长数值模拟结论 121
3.7锻造倒棱工艺数值模拟 121
3.7.1建立有限元模型 122
3.7.2对角压下应力应变分布及变形规律 122
3.7.3另一对角压下的应力分布及变形规律 123
3.7.4倒棱数值模拟结论 123
3.8小结 125
参考文献 126
第4章 新工艺与关键技术 128
4.1锥形板镦粗新工艺 128
4.1.1锥形板镦粗圆柱体的力学模型 128
4.1.2实验验证 129
4.1.3结论 132
4.2上锥形板、下锥面漏盘间镦粗圆柱体的新工艺 132
4.3 LZ锻造法 133
4.4新FM（NFM）锻造法 135
4.4.1新FM（NFM）锻造法的实质 136
4.4.2毛坯变形后的展宽 136
4.4.3新FM（NFM）法锻造毛坯的截面变换计算 137
4.5无横向拉应力锻造法 137
4.5.1问题的提出 137
4.5.2锥面砧拔长矩形截面毛坯的力学模型 138
4.6水平V形砧锻造新工艺 138
4.6.1新颖构思与砧形设计 139
4.6.2定性物理模拟 140
4.6.3生产性试验 142
4.6.4结论 143
4.7小锻造比锻造新工艺（减少镦粗工序） 143
4.7.1小锻造比锻造的形变原理 144
4.7.2形变过程力学分析 145
4.7.3结论与讨论 145
4.8轴类锻件锻造的关键技术 146
4.8.1问题的提出 146
4.8.2大型轴类锻件技术的进步及需要探讨的问题 146
4.8.3大型轴类锻件锻造的关键技术 147
4.8.4讨论与结论 148
4.9板类锻件锻造的关键技术 148
4.9.1问题的提出 149
4.9.2常规锻造工艺生产大型板类锻件的致命弱点及其解剖试验 149
4.9.3新FM（NFM）法是锻造板类锻件的最佳工艺 153
4.9.4结论 154
4.10饼类锻件锻造的关键技术 154
4.10.1问题的提出 154
4.10.2大型饼类锻件常规生产的成形分析及解剖试验 155
4.10.3饼类锻件锻造的关键技术 157
4.10.4结论 158
4.11小结 159
参考文献 159
第5章 控制锻造理论与工艺 161
5.1问题的提出 161
5.1.1汽轮机转子生产和发展概况 161
5.1.2低压转子的生产情况和存在的问题 161
5.1.3问题的分析及解决途径 162
5.2控制锻造力学模型的建立 163
5.2.1现代金属学理论为控制锻造提供了理论依据 163
5.2.2控制锻造关键环节的选择 164
5.2.3热扭转变形模拟轴类锻件成形工艺力学模型的建立 165
5.2.4热扭转变形模拟转子成形工艺力学模型的建立 165
5.3转子控制锻造的模拟实验 167
5.3.1转子实际生产的应变及应变速率的估算 167
5.3.2模拟实验 170
5.4模拟实验的结果分析 172
5.4.1低压转子钢动态再结晶及其临界变形量的规律 172
5.4.2形变对奥氏体自发再结晶的影响 174
5.4.3低压转子钢静态再结晶规律 176
5.5控制锻造消除混晶的工艺 182
5.5.1高温停锻 182
5.5.2低温停锻 182
5.5.3大锻件形变热处理 183
5.6小结 183
参考文献 183
第6章 轴对称物体（实心件）内的残余应力 185
6.1前言 185
6.2轴对称问题残余应力的Sachs解法 185
6.2.1基本理论 185
6.2.2内剥层实验 189
6.3轴对称问题残余应力的无损测算法 194
6.3.1理论推导 195
6.3.2计算实例 197
6.4轴对称物体内三维残余应力场的确定 199
6.4.1力学模型 199
6.4.2实验 201
6.4.3变应力函数的选择与确定 202
6.4.4残余应力的求解 203
6.4.5计算结果及讨论 205
6.5冷轧辊的综合应力分析 208
6.5.1轧辊工作力学分析 208
6.5.2容许残余应力条件 210
6.5.3结论 211
6.6小结 211
参考文献 212
第7章 轴对称变形强化护环（空心件）的残余应力 213
7.1引言 213
7.2基本设想 213
7.3护环变形强化后的卸载过程 214
7.4位移曲线的微分方程 216
7.5求残余应力的基本式 218
7.6护环残余应力的分析与理论计算 218
7.6.1残余应力产生的原因 218
7.6.2残余应力的理论计算 221
7.7确定护环或筒形件残余应力分布的测量理论与方法 226
7.7.1测量由于附加弯矩在护环中引起的残余应力 228
7.7.2测量由于强化变形程度不同所引起的切向残余应力 232
7.8护环残余应力分布的解剖测量实例 233
7.8.1解剖测量实例 233
7.8.2解剖实验的分析 237
7.9护环残余应力的理论计算实例 240
7.9.1 7号护环残余应力的理论计算 240
7.9.2理论计算与解剖试验比较 242
7.10消除护环有害残余应力 242
7.10.1降低和消除护环（或筒形件）有害残余应力的基本原理 242
7.10.2消除护环有害残余应力的模拟实验 245
7.10.3生产性实验 247
7.11小结——本章内容研究的认识过程解析 247
参考文献 251