零件热锻成形的变形与再结晶组织演变虚拟仿真实验

在材料科学与工程领域，零件热锻成形是一项至关重要的加工工艺，它涉及到金属材料在高温下的变形、再结晶等复杂的物理过程。深入研究零件热锻成形的变形与再结晶组织演变，对于优化热锻工艺、提高零件性能具有关键意义。而虚拟仿真实验作为一种先进的教学和研究手段，为我们深入了解这一过程提供了有力的支持。

一、应用客户

该虚拟仿真实验软件已经得到了多所高校和职业院校的认可与应用，其中包括西安交通大学、广东工业大学、南昌航空大学以及广东轻工职业技术学院等。这些院校通过使用这款软件，为相关专业的学生提供了更加直观、高效的实验教学体验。

二、产品介绍

本实验由学生在虚拟仿真实验平台上完成，学生作为实验人员角色，首先进行考核答题。这不仅能检验学生对热锻成形相关基础知识的掌握程度，还能让学生在进入正式实验前对零件热锻成形的变形机理、热锻过程中再结晶组织变化等有更清晰的认识。考核答题合格后方可进入虚拟仿真实验。进入虚拟仿真实验后，学生可以选择锻造实验对象，可选择汽车轮毂、飞机涡轮盘等多种材料类型。在选择好之后，学生首先查看对应零件参数信息，了解零件热锻的微观结构演变等情况。完成之后设定锻造速度、加热温度等相关参数，这一过程涉及到热锻成形的应力与应变关系、热锻成形的工艺参数优化等知识。完成参数设定后进行模拟锻造，模拟锻造过程及进行相应的结果分析，查看锻造结果动画及曲线。实验也可对接学校服务器平台，可进行 Marc 仿真模拟，进一步深入研究热锻材料再结晶特征分析等内容。

三、产品特色

本实验项目以真实实验室设备及场景为对象，完全还原实验细节，将锻造实验操作的流程场景虚拟与测试结果仿真计算相结合。学生在虚拟实验平台上学习实验原理及操作方法，同时掌握各种锻造指标及不同材料的性能差异。通过这种方式，学生可以更深入地了解零件热锻中的变形工艺分析、热锻成形对材料性能的影响等知识。在虚拟实验中，学生可以观察到零件热锻变形后的显微组织观察、零件热锻后显微组织演化过程等微观现象，从而更好地理解零件热锻的变形与再结晶机制。

四、实验内容

1. 多种锻造零件选择：提供汽车轮毂、飞机涡轮盘等多种锻造零件供学生选择，让学生了解不同零件在热锻过程中的特点和差异，涉及到零件热锻的工艺改进与优化建议等方面的思考。

2. 热处理炉模拟操作：模拟热处理炉的操作过程，让学生掌握零件热锻过程中的热处理方法，了解再结晶过程对热锻成形的影响。

3. 锻造参数化设计：学生可以根据所学知识设定锻造速度、加热温度等参数，进行锻造参数化设计，深入研究热锻成形的微结构变化规律。

4. Marc 仿真模拟：通过对接学校服务器平台进行 Marc 仿真模拟，对热锻过程进行更精确的分析，包括热锻成形过程中的缺陷与控制等内容。

五、支撑课程

该虚拟仿真实验软件能够为多门课程提供有力的支撑，包括材料加工原理、金属材料成形、材料力学、金属材料与热处理等。在这些课程的教学中，软件可以辅助教师更生动地讲解零件热锻成形的相关知识，帮助学生更好地掌握热锻过程中再结晶组织变化、材料热锻后组织与性能的关系等重点内容，提高教学效果和学生的学习质量。