GH738高温合金修正J-C本构关系模型和应变补偿Arrhenius本构关系模型的对比

在变形温度为980~1100℃,应变速率为0.001~0.1 s-1及高度压下率为60%的条件下对GH738高温合金进行了等温恒应变速率压缩实验,研究了合金的流动应力行为,并分别采用J-C模型和Arrhenius模型构建了合金的流动应力本构关系。结果表明,修正J-C模型和应变补偿Arrhenius模型均能较准确表征GH738高温合金的流动应力行为,能较好地预测合金的流动应力,其中修正J-C本构关系模型的相关系数r达0.99172,平均绝对相对误差AARE为7.86%;应变补偿Arrhenius本构关系模型的相关系数r为0.98815,平均绝对相对误差AARE约7.46%。两种本构关系模型具有大体相当的总体预测精度,但对不同变形条件下的预测精度存在一定差异。当应变速率较高、变形温度较低和应变较小时,宜选用修正J-C本构关系模型;反之,宜选用应变补偿Arrhenius本构关系模型。

大直径钛合金机匣的数控车削加工

针对Ti6Al4V钛合金薄壁机匣切削加工的难题,分析零件的结构和尺寸要求,通过编制合理工艺路线及数控程序,选用合理的刀具、切削参数和工装夹具等,确保了零件的加工精度,为该类薄壁零件的数控车削加工提供参考。

N、Cu元素对0Cr13Ni4Mo钢组织及性能的影响

主要研究了添加一定量N、Cu元素对0Cr13Ni4Mo钢组织及性能的影响。通过采用相同的热处理制度对N、C u含量不同的材料进行热处理,然后进行室温拉伸、室温冲击、硬度、显微组织的检测与分析。结果表明:在相同热处理制度下,添加N、Cu元素后,δ铁素体和碳化物含量明显减少,材料的抗拉强度提高70MPa以上,硬度提高20HBW以上,但冲击韧度降低了超过50%;单独添加N元素时,δ铁素体和碳化物含量也降低,材料抗拉强度提高50MPa以上,硬度提高15HBW以上,塑性及韧性与同时添加N、Cu元素时相当。结论分析认为:受N、Cu元素,尤其是N元素影响,材料奥氏体的稳定性明显增加,抑制了δ铁素体和碳化物的析出;同时,由于N、Cu元素分别具有固溶强化及时效强化效果,使材料强度、硬度有明显增加;但是,由于N含量提高,使回火过程中氮化物沿晶界沉淀析出,导致材料的塑性、韧性等有所降低。

Fe元素对TC4钛合金显微组织和力学性能的影响

主要研究Fe含量对TC4钛合金显微组织和力学性能的影响。对比分析了添加w_(Fe)=0.05%的TC4试样1和添加w_(Fe)=0.23%的TC4试样2经过相同锻造及热处理后的室温拉伸、400℃高温拉伸、室温冲击试验结果及金相显微组织。结果表明:增加w_(Fe)≈0.2%后,初生α相含量降低约9%。次生α相片层厚度增加且呈交叉混乱排列。室温拉伸、室温冲击和400℃高温拉伸的强度显著提高,室温抗拉强度和屈服强度增加约55MPa。400℃高温抗拉强度增加约30MPa。这是因为在拉伸过程中,位错滑移过程中所遇到的阻碍增大,导致大量位错塞积在弥散的强化相中;同时随着Fe元素增加,与钛合金形成固溶体时产生较大的晶格畸变,也能提高钛合金的强度,但对室温拉伸和400℃高温拉伸的塑性无明显影响。

回火热处理工艺对431不锈钢锻件硬度的影响

以431不锈钢锻件为研究对象,重点探讨431不锈钢锻件在670℃、690℃、720℃、740℃温度下回火处理后的硬度变化,同时研究了431不锈钢锻件在经历不同回火次数后的硬度性能,并进行了不同热处理状态下的组织机理分析,以探究适宜的回火工艺,满足不同标准(使用条件)的组织与性能要求。

GH141镍基高温合金的热变形行为和组织演变

通过热压缩实验研究了GH141镍基高温合金在变形温度为1040~1160℃、应变速率为0.01~10 s^(-1)条件下的热变形行为和组织演变,分析变形温度和应变速率对流变行为的影响,对流变应力进行摩擦、温度和应变修正补偿,用修正后的流变应力构建更加精准的本构方程并绘制热加工图,分析不同热加工区的微观组织演变以验证得到的最优热加工区。结果表明:压缩流变应力对变形温度和应变速率较为敏感,综合摩擦、温度变化和应变补偿修正的本构方程能较好地预测不同变形条件下的热压缩流变应力,结合热加工图及不同热加工区域内的微观组织演变确定最优热加工区为变形温度1130~1145℃、应变速率为0.1~5 s^(-1),此区域内动态再结晶完全,晶粒内部几乎不存在畸变,晶粒组织为等轴晶,且较均匀。

锻件工艺设计过程控制的分类管理

航空航天大锻件的生产,包含许多不同材料、过程控制需求不同的工艺。如果不对这工艺进行分类管理,提出明确的管理要求,将会导致工艺无法标准化、工艺校对和完善困难、相同错误容易重复发生、对工艺工程师要求高等问题。企业核心技术管理粗放,基础技术管理薄弱,没有好的制作方法,工艺制作工作量庞大,工程师工作迫于追求完成工作,工艺改进机制不足,工艺不断完善将成为空谈。

小直径大锥度高压涡轮机匣锻件整体成形技术研究

介绍了一种Inconel 718材料、小直径大锥度的异形机匣环锻件整体成形的技术研究,通过设计相应的工步过程,结合设计相应的成形设备及工艺参数,对锻件进行整体成形,研究并掌握该类锻件成形的关键工艺参数,为后续该类小直径、大锥度高温合金机匣的整体锻造成形提供基础数据支撑,为大批量生产提供技术参数支持。

2219铝合金大型异形环锻件轧制及胀形工艺研究

主要研究2219铝合金大型异形环锻件轧制成形+固溶+人工时效和轧制成形+固溶+不同变形量冷胀形+人工时效工艺对锻件组织、力学性能及零件机械加工变形的影响。结果表明:轧制成形+固溶+不同变形量冷胀形+人工时效工艺生产的锻件组织形态、力学性能及零件机械加工结果差异较大,轧制成形+固溶+不同变形量冷胀形+人工时效工艺的力学性能和零件机械加工效果好,有效地解决了零件机械加工变形较大的难题,提高了锻件的力学性能。

GH4169合金超大异形环件制造工艺研究

此次研制的机匣锻件采用异形整体轧制技术，直接将整个机匣进行整体成型，不仅节约大量材料，降低加工成本，最重要是不用分段生产再进行焊接，提高了机匣的均匀性及整体性能水平。

TC4合金鼓筒轴锻件的工艺研究

研究了TC4合金在相变点下40℃进行加热、锻造,研制出了TC4合金鼓筒轴锻件的锻造工艺,并进行了各类力学测试和显微组织分析。研究表明:该工艺可以锻造出合格的TC4合金鼓筒轴锻件,尺寸满足粗加工锻件图的要求;理化测试结果显示,显微组织中初生α相含量为20%左右,室温拉伸强度性能偏高,室温冲击和KIC数据表明塑性偏低。因此本文给类似TC4合金高筒厚壁锻件的锻造提供了可参考利用的工艺参数。

激光线能量对TC17钛合金焊接接头组织和疲劳性能的影响

在不同的激光线能量条件下对TC17钛合金进行了焊接,采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、拉伸和疲劳试验机对接头的宏观形貌、微观组织和力学性能进行了对比研究。结果表明:随着激光线能量的增加,焊缝宏观形貌由Y型转变为X型、焊缝中气孔缺陷数量先增加后减少,气孔缺陷主要分布在焊缝的中下部。焊缝由柱状晶粒组成,柱状晶内部存在条形枝晶,枝晶间距随着线能量的增加而逐渐增大。热影响区由尺寸较小的等轴晶组成,随着激光线能量的增加,α相晶粒逐渐细化,而β相逐渐粗化。在拉伸和疲劳试验中,TC17激光焊接接头均断裂在焊缝。受焊缝内部枝晶尺寸的影响,抗拉伸强度随线能量的增加而降低。气孔是导致疲劳断裂的主要原因,气孔缺陷数量越少,则疲劳寿命越长。

基于数据统计的热轧环锻件余量设计方法

合理的锻件余量设计,可以减少新产品试制时的废品损失,也可以减少金属材料的消耗与机加工成本。依据空间向量求和算法,提出一种全新的、基于数据统计的热轧环锻件余量设计方法。该算法将热轧环锻件几何方向的尺寸偏差及产品的表面缺陷视作空间几何向量,这些向量的叠加产生热轧环锻件的最小机加工余量;通过对生产线生产的产品进行测量和统计得到以上向量值,代表了生产线具备的实际生产能力。依据正态分布的概率密度,可预判产品最终尺寸的合格率。与以往的余量设计方法相比,该余量设计方法是以生产线生产出的产品的数据为依据,所设计的热轧环锻件余量更适合生产线的精度需求。该方法的应用可避免新产品试制时余量过大或过小,有效减少新产品试制时的材料浪费或废品浪费,也可用于其他如模锻、自由锻等产品。

热处理制度对GH4698高温合金组织与硬度的影响

研究了GH4698高温合金在不同热处理制度下显微组织以及硬度的变化规律。结果表明,对于GH4698高温合金标准热处理制度,一次固溶冷却速度对γ'析出相的尺寸、含量、间距以及合金硬度的影响较小。在一次时效阶段,冷速越大,γ'相尺寸越小,硬度越高。一次时效温度在1000℃附近时,80~260 nm的γ'相能够有效析出,更有利于后续二次时效。在二次时效阶段,725~775℃温度范围,能够充分析出80 nm以下的小尺寸γ'相,然而在725℃以下及775℃以上温度范围,无法有效析出80 nm以下的小尺寸γ'相。

X22CrMoV12-l合金厚壁锻件缺陷分析

X22CrMoV12-l合金厚壁锻件粗加工后经超声波探伤发现存在长条形缺陷显示,缺陷对锻件寿命影响极大,且容易在精加工过程中暴露在锻件表面,影响锻件的正常使用。为了了解该缺陷产生的原因,通过金相检验、扫描电镜检验和能谱分析等方法对合金厚壁锻件的探伤缺陷进行分析,解剖的缺陷特征属于典型的夹渣类缺陷。缺陷在密闭的厚壁环锻件中呈长条状,经过锻造变形,缺陷有分岔和裂纹延伸的形貌;缺陷内部有异常颗粒物,缺陷处O、Al、La、Ce元素含量异常,可以判断该缺陷为脆性氧化物缺陷。

TC4厚壁盘类异形环锻件的工艺研究

TC4钛合金(名义成分Ti-6Al-4V)属于α+β型的两相钛合金,含有6%α稳定元素Al和4%β稳定元素V。该合金具有优异的综合性能。在航空航天、船舶、汽车、石油化工等领域,该材料是应用最为广泛的材料之一,占工业用钛的60%。火箭发动机固定壳体,其所选材料一般为超高强度钢,该类材料主要有强度高,价格低等优点,但由于其密度较大,使得发动机整体重量较大。

1Cr12Ni3MoV合金盘类锻件超声波探伤缺陷分析

1Cr12Ni3MoV合金盘类锻件内部经超声波探伤发现有超标缺陷显示,缺陷影响锻件产品寿命,极易在精加工过程中暴露在成品表面,危害性极大。为了分析原因,利用金相显微镜、扫描电镜对1Cr12Ni3MoV合金盘类锻件的探伤缺陷进行相关检测,确定缺陷形貌及性质,解剖的缺陷特征属于典型的夹渣类缺陷。

GH4169合金低压涡轮机匣异形环锻件胀形工艺

为了解决低压涡轮机匣异形环锻件轧制成形精度低、余量大、材料利用率低、周期长等问题,采用数值模拟与工艺试验试制相结合的方法,研究了GH4169合金低压涡轮机匣异形环锻件胀形工艺。模拟研究阐明了胀形变形量对低压涡轮机匣轧制成形锻件的应力、应变、温度分布及均匀性的影响规律,综合考虑建议胀形变形量取1.5%较为合理;胀形过程的工艺试制研究表明,通过胀形工艺对轧制成形的GH4169合金低压涡轮机匣异形环锻件进行整形,可显著降低锻件的椭圆度、提高锻件的尺寸精度,减小锻件余量并提高余量均匀性,提高材料利用率,同时可有效提高锻件的力学性能及其均匀性。锻件余量均匀性的提高也可有效减小低压涡轮机匣零件的机加工变形。

航空矩形环径向轧制芯辊进给曲线工程化设计

为满足航空环形锻件批量制造过程稳定性及制造产品质量一致性的要求,同时为了满足轧制过程精细化设计及产品自动轧制生产的需要,根据航空环形锻件轧制生产控制特点及实际生产经验,将芯辊径向进给曲线规划为5段折线的进给曲线,构建了径向轧制进给位移方程组{ΔH=f(v_(i),Δt_(i))、ΔH=f(D 0,d 0,D 1,d 1)},提供了每段轧制时间Δt_(i)以及初始进给速度v_(i)的工程经验值,从而求解出芯辊径向进给曲线v_(i)=f(Δt_(i)),并按照轧制理论和航空材料轧制特性,对初始轧制速度v 1、环件外径长大速度v_(ΔD)进行了校核,最终完成了环轧过程的精细化设计,从而满足了航空环形锻件工艺特性、制造特点、质量要求、自动化轧制参数的需要。

AI含量对β锻造TC25钛合金环形锻件力学性能的影响

本文介绍TC25不同AI含量原材料对环形锻件β锻造的力学性能影响研究,采用同一原材料厂商不同AI含量原材料通过相同的锻造和热处理工艺,解剖试验锻件研究不同A含量原材料与β锻造环形锻件力学性能的关系。从而掌握此材料特性,积累数据,提出对原材料的管理和控制,完善标准,提高锻件的力学性能。