高温合金环件形性协同锻造工艺参数群智能寻优方法与应用研究

准确快速地选取锻造工艺参数的最优组合方法,对实现难变形材料高温合金环类锻件的形性协同控制具有重要的意义。基于传统锻造工艺参数设计依赖设计人员经验、目标函数选择困难和寻优过程耗时等特点,提出了一种基于群智能寻优的工艺参数优化组合设计方法,实现了难变形高温合金环类锻件形性质量提升。论文以高温合金环形件模锻成形工艺参数最优组合为研究对象,以实现环锻件形性协同控制为目标,设计了考虑环锻件平均等效应变、等效应变标准差以及材料利用率的多目标参数模型;通过对各目标参数进行加权处理,获得了环锻件的综合目标模型;根据中心复合试验法及有限元模拟结果,确定了各目标参数与工艺参数之间的回归关系;利用麻雀搜索算法对综合目标模型进行智能寻优,获得了环锻件锻造工艺参数组合。生产试制结果表明:采用基于群智能寻优麻雀搜索算法获得的工艺参数组合,锻造后环锻件本体晶粒度达到9~10级,晶粒度差值小于1级,有效提高了环形锻件的变形均匀性,实现了高温合金环类锻件形状和性能的形性协同。

取样方式对航空铝合金锻件性能评价结果的影响

采用不同方向、不同位置和不同规格3种方式对7055铝合金航空机轮轮毂胎模锻毛坯底部进行取样,检测试样的力学性能,对比分析了不同取样方式对检测结果的影响,及其对锻件性能评价的影响。结果表明:取样方向与锻造流线夹角越大,断后伸长率越小;取样位置如果过于贴近锻坯表面,表面缺陷会使试样的强度和断后伸长率明显偏低;取样位置在流线良好的变形区时,检测结果偏大,取样位置在几何中心时,检测结果可真实反映锻件的服役性能,取样位置在有缺陷的表面和锻造流线良好的非几何中心时,都不可真实反映该锻件的服役性能;在一定区域内,拉伸试样规格不影响检测结果,而当拉伸试样长度穿过流线交接区时,检测结果会出现异常;不恰当的取样方式得出的结果不能用来正确评价机轮轮毂锻坯的力学性能。

锻造变形与固溶处理对GH536合金锻件晶粒及硬度的影响

通过锻造变形量及固溶工艺参数的变化,研究了GH536合金锻件晶粒度及硬度的变化规律。试验结果表明:镦粗变形后,锻件晶粒尺寸有减小的趋势,但变形程度对锻件晶粒影响不大,锻件晶粒与变形前相当;固溶处理温度影响GH536合金锻件的晶粒尺寸及硬度,固溶保温时间对GH536合金锻件的晶粒及硬度影响不大。

YZGH4169鼓筒轴锻造工艺研究

针对YZGH4169鼓筒轴难以锻造成形的问题,制定了YZGH4169鼓筒轴锻造成形优化方案,通过优化鼓筒轴锻造工艺、中间坯、锻模设计和有限元软件数值模拟等方法进行工艺试制。结果表明:优化方案确保了鼓筒轴锻造成形,提高了锻造效率和锻件合格率、材料利用率,延长了锻模使用寿命,减少了模锻成形火次,降低了锻造设备的压力和生产成本,锻件形状、尺寸、力学性能、硬度、晶粒度、金属流线、金相组织等均达到了规定的技术要求。

TA15钛合金相变温度与锻造温度符合性确认

针对TA15钛合金相变温度与两相区(α+β)锻造加热温度符合性问题,对TA15钛合金棒料及锻件进行了多批次对比性的工艺验证,结果表明:TA15棒料相变点测定有效区间在992~996℃,根据相变点选取原则,将两相区(α+β)锻造加热温度(955±5)℃进行固化并进行试验,锻件形状、尺寸、力学性能、高低倍组织、超声检测等全部达到了规定的技术要求。

航空发动机TC25热强钛合金β锻造盘环构件制造关键技术

通过开展TC25热强钛合金β锻造盘环构件制造关键技术研究,突破了大高径比盘件、高筒环件β锻造组织均匀性,构件加工制造变形及表面完整性、焊接质量及焊缝无损检测等技术难题,实现了550℃高温热强钛合金的工程应用。

大角度盆状TC6钛合金锻造成形研究

介绍了通过饼坯+胎模成形大角度盆形锻件的近净成形锻造方案,并对方案进行了模拟验证、生产试制。试验结果表明:对于大角度盆形锻件采用饼坯+胎模成形的近净成形方案,可获得流线及组织性能良好的锻件。检测结果表明:锻件内部未见缺陷及清晰晶,流线沿锻件外形分布,无穿流和涡流,高倍组织为典型的等轴组织,β相基体均匀分布初生α相,初生α相含量约为40%,晶粒细小且均匀,各项性能检测结果均满足要求且有一定富余量。该方案的生产验证了TC6大角度盆形锻件的生产新模式,既能保证产品质量又能节约生产成本,还能充分挖掘设备生产能力,创造更好的经济效益,对类似产品成形有一定的指导作用。

电流辅助压弯成形对Mg-2.5Nd-0.5Zn-0.5Zr合金微观组织和力学性能的影响

采用金相和透射电镜等技术系统研究了电流密度和保压时间对Mg-2.5Nd-0.5Zn-0.5Zr合金压弯成形“几”字型零件微观组织演变和成形性能的影响。结果表明,随着电流密度的增加(33.5~51.5 A·mm^(-2)),压弯“几”字型零件成形性能逐渐提高,回弹逐渐减小。随着保压时间的延长(0~20 s),回弹逐渐减小。当电流密度为51.5 A·mm^(-2),保压时间为20 s时,压弯成形的“几”字型零件表面质量良好、尺寸精度较高、基本无回弹,表现出良好的力学性能,硬度为63.8~71.3 HV。脉冲电流可以促进Mg-2.5Nd-0.5Zn-0.5Zr合金压弯成形过程中位错的滑移和攀移,减小位错塞积和缠结,同时释放残余应力,减小零件的回弹,进而提高Mg-2.5Nd-0.5Zn-0.5Zr合金的塑性变形能力和成形零件的精度。

TC4合金斜Ⅰ型截面环件轧制工艺研究

目的提升钛合金异型环轧制时的填充效果,提高成形精度,确定轧制型腔对环件成形质量的影响。方法以TC4合金斜I型截面环件为研究对象,设计了开式与闭式2种轧制型腔,对该环件的轧制过程进行了研究。建立了斜I型截面环件的有限元模型,基于有限元模拟结果全面分析了不同轧制型腔对环件等效应变、温度分布以及型腔填充效果的影响规律。结果与开式型腔相比,闭式型腔轧制的环件具有更优的等效应变和温度分布,型腔填充情况也明显更优,填充率在96%以上,进而确定了闭式型腔的轧制方式。采用设计的闭式型腔进行了环件轧制试验,试验环件尺寸与模拟结果吻合良好,误差在0.3%以内,同时组织性能均能够满足生产要求。结论选择闭式型腔轧制可以有效提升钛合金异型环轧制时的填充效果,提高成形精度,提升环件成形质量。

基于本体元模型的锻造知识管理系统建模与工艺推理

知识管理系统的首要问题是知识建模,知识模型直接影响着整个系统知识的获取、共享、重用和推理。文章运用领域本体思想对锻造知识进行分类、总结,提出一种基于本体元模型驱动的锻造知识管理模型,初步构建了锻造知识领域本体,采用框架概念图表示锻造知识。文章还结合锻造工艺知识,给出了本体元模型驱动和概念图框架知识表示模型在锻造知识管理中的具体应用,并提出一种适合于本体元模型的推理方法,并将该方法用于锻造工艺知识推理。本体元模型驱动的知识库构建方法在组织锻造知识时,具有构建速度快、良好的互操作和知识共享等优点。

基于CFD-DEM的双流体喷嘴颗粒物去除特性及效率优化研究

雾化除尘技术是有效防治大气灾害的重要手段,对于城市、矿山等场所的降尘具有重要意义。双流体雾化喷嘴基于其良好的雾化表现,成为雾化除尘领域的热门研究对象。雾化后雾滴与烟尘颗粒的粘附与沉降过程是双流体喷嘴颗粒物去除的重要步骤。因此,揭示雾滴与烟尘颗粒的粘附与沉降特性对于提升双流体喷嘴颗粒物去除效率具有重要意义,需进一步深入研究。本文基于计算流体力学与离散单元耦合法(CFD-DEM),通过3D设计软件和离散元仿真软件ANSYS、EDEM对双流体喷嘴进行耦合数值模拟仿真,研究颗粒之间的相撞粘附与沉降,得到了不同气液压力比、不同雾滴粒径下雾滴颗粒的速度分布规律,并利用正交数值模拟方法对双流体雾化喷嘴颗粒物去除效率进行研究,得到了各运行参数对颗粒物去除效率的影响规律。结果表明,随着气液压力比的增大,雾滴颗粒最大速度呈增大趋势;雾滴颗粒粒径越小,雾滴颗粒最大速度越大,且加速至最大速度的时间越短;通过极差分析可知,运行参数中对颗粒物去除效率影响因素从大到小依次是雾滴粒径B、气液压力比A、烟尘颗粒粒径D、烟尘颗粒速度C,其最优水平组合为A_(3)B_(1)C_(3)D_(1)。该研究可为双流体雾化喷嘴的颗粒物去除特性研究提供一定的参考。

镀钛对2195铝锂合金耐磨和腐蚀性能的影响

通过摩擦磨损试验和电化学工作站等测试,研究了2195-T6铝锂合金表面镀钛处理前后的摩擦磨损性能和电化学性能,探讨了浸泡实验的腐蚀机制。结果表明:镀钛后铝锂合金表层的纳米压痕硬度略有提高,表层晶粒得到了细化;镀钛前后的摩擦系数基本相同,磨损性能得到了提高;镀钛后铝锂合金的腐蚀电位提高,腐蚀电流密度减小,阻抗谱半径变大。3.5%NaCl溶液中的浸泡实验显示,镀钛试样的点腐蚀明显改善,这是由于合金表面形成的钛膜起到了隔离保护作用。

GH901合金锻件晶粒级别与均匀性对探伤杂波及底波损失的影响

针对多批次GH901高温合金锻件探伤底波损失与杂波超标不合格的质量问题,开展了多次GH901合金锻造工艺试验,根据锻件不同位置的超声波探伤结果与对应位置晶粒组织进行分析,得出晶粒组织对GH901合金锻件超声波探伤底波损失与杂波的影响。研究结果表明,GH901合金锻件超声波探伤底波损失与晶粒组织的粗细及均匀性存在对应关系,晶粒越细则超声波探伤底波反射回波越高,杂波低;晶粒越粗则超声波探伤底波反射回波越低,杂波高,当合金锻件晶粒达到2级或更粗时,锻件探伤杂波超标;当GH901合金锻件各区域组织差异较大时,锻件探伤底波损失不合格。

“两金”管控优化探析

随着国际经济环境日趋复杂,国内经济下行压力日益加大,实体企业杠杆率居高不下,“两金”是企业流动资产的重要构成部分,也是企业负债率高的主要因素,“两金”规模居高不下,严重影响了企业的运营效率。本文结合公司实际情况,通过分析“两金”的不同成因,从业务管控视角提出优化“两金”相应管控措施,坚持精益管理,优化公司资产结构,有效保障企业高质量可持续发展。

一种超塑性智能锻造中心的构建方法简介

集成了超塑性等温锻造压机、重载移动式机器人、模具加热炉、坯料加热炉等装备的智能超塑性锻造中心,以其柔性化、自动化的生产方式来进行多品种、小批量的航空航天类锻件的生产,使得生产效率大幅提高,降低了制件的生产成本,同时通过智能锻造中心配置的工艺数据处理系统控制锻件生产过程中的各个变量,同一种产品的生产过程趋于一致,提高了产品质量的一致性和稳定性。

锻造参数对TC4锻件的组织和超声声速的影响

TC4中的α和β相的显微组织直接影响到材料的可靠性和寿命,采用有效的超声无损评价方法可以对TC4的组织进行评价。对不同锻造参数条件下TC4试块的超声波声速进行分析,并对照其金相组织数据,得出结论:声速与初生α相的组织分布有一定的相关性关系,α相的组织直接影响到超声波的声速。

轮毂锻造液压机垫板隔热保温结构优化

铝合金轮毂热锻工艺中,要求在减少模具温度散失并控制成形温度在工艺要求内,有效提升轮毂成形的机械性能、物理性能及轮毂锻造效果和成品率。液压机中垫板结构在隔热保温方面起到了相关关键的作用。轮毂成形为中心载荷,垫板隔热层隔热的同时还要满足抗压效果。将隔热板置于固定垫板与压机横梁之间,目的是减少模具的热量传递,保证产品品质,减少热量损失,延长设备使用寿命。

TC25钛合金机匣优化锻造工艺研究

针对TC25钛合金机匣类薄壁零件在加工和使用过程中容易变形,通过对TC25钛合金某锻件进行锻造、热处理等工艺参数优化的技术研究,对比分析原工艺和优化工艺对锻件产品组织、性能、残余应力等方面的影响,优化工艺生产锻件的组织均匀性和应力均匀性,工艺优化效果明显,基本实现了残余应力和组织状态有效管理。

先进航空发动机用高温钛合金双性能整体叶盘的制造

钛合金整体叶盘是先进航空发动机压气机系统的典型轻质高效结构。整体叶盘零件工作时,叶片和盘承受不同的热力条件,采用“双性能”代替传统的“均质”设计,是提高压气机转子减重效果及满足愈加严苛且多变的温度和载荷工作条件使用的有效措施。对比分析了两种“梯度热处理”工艺,即分区控温梯度热处理工艺和局部包覆控时梯度热处理工艺制备钛合金双性能整体叶盘的可行性,评估了叶片、盘及过渡区的显微组织控制能力。试验结果表明:两种工艺均能在钛合金整体叶盘的叶片与盘之间的过渡区形成稳定可控的温度梯度,得到双重组织,即叶片为双态组织,盘为细小的片层组织,过渡区位置和尺寸可控,显微组织呈渐变特征。可根据整体叶盘锻件的外形特点和组织性能要求,选用适合的制备工艺及相应的工艺参数。

等温锻造液压机双闭环控制算法及应用

液压机等温锻造工艺压制速度要求为0.002~0.5 mm/s,压制过程中滑块四角位置偏差精度0.1 mm/m,为了确保压制过程工件的精度,配置4个调平缸进行主动控制调节位置偏差,以保证工件的平行度,但调平时又会对锻造速度闭环控制造成影响,致使速度精度、位置精度不稳定。文中给出了利用位置偏差和速度偏差进行双闭环控制的方法,对等温锻造液压机进行控制,到达调平和调速的同步精确控制。通过现场数据采集软件记录滑块位置偏差和实际运行速度,验证了双闭环控制方法的正确性。