GH536高温合金钻削力试验研究

对GH536高温合金进行钻削试验,设计单因素试验研究钻头直径d、主轴转速n和进给量f在钻削过程中对钻削力和扭矩的影响趋势。试验结果表明:钻削力和扭矩与钻头直径和进给量成正相关,与主轴转速成负相关。通过三水平三因素正交试验进一步分析各个钻削参数对钻削力和扭矩的影响程度,利用极差分析法得出对钻削力和扭矩影响程度最大因素的是钻头直径,其次是主轴转速,最后是进给量。将正交试验数据代入指数形式的钻削力和扭矩的经验公式中,得到修正后的经验公式中的参数值,从而得到新的GH536高温合金钻削力经验公式。通过比较试验数值和公式计算数值发现,钻削力和扭矩的平均误差均在10%左右,因此建立的钻削力经验公式对实际钻削GH536高温合金具有参考意义。

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。

GH536镍基高温合金焊接组织演变

使用体视显微镜、光学显微镜、扫描电镜及其能谱仪对GH536焊接接头组织进行分析,结果表明:固溶态GH536由γ基体、大量M6C及少量M23C6组成;焊后,大量M6C在晶内弥散析出,在晶界和孪晶界上不连续析出,原有的碳化物长大。热影响区分为三个区域:靠近母材处,存在粗大"岛链状"碳化物;中部,部分碳化物重新固溶入基体,存在"网链状"碳化物;靠近熔合线,存在碳化物贫化区。焊缝处碳化物在晶界和枝晶间析出,从边缘到中心逐渐凝固:初始阶段,组织为非外延式生长的胞状晶,生长方向垂直于熔合线;中间阶段,组织转变为柱状树枝晶,且越靠近焊缝中心,晶粒尺寸越大;中心为粗大的等轴状树枝晶。焊接过程中,焊缝金属中各元素未损失。

电子束焊接GH536合金残余应力分布小孔法测试

航空发动机许多高温合金结构需要采用电子束焊接制造,但目前对其焊后的残余应力分布状况研究较少。针对航空发动机GH536合金材料,采用小孔法对其电子束焊接试板的残余应力分布趋势进行测试研究,试验结果表明,焊缝区存在较低的应力峰值,且应力分布符合传统规律。研究旨在为航空发动机构件的电子束焊接加工制造积累经验和性能数据。

GH536高温合金氩弧焊接头力学性能及组织

通过拉伸、弯曲、硬度和金相分析等对GH536高温合金氩弧焊焊接接头的组织和性能进行了研究.试验结果表明：GH536高温合金焊接接头的抗拉强度为806.7 MPa,屈服强度为440.2 MPa,基本与母材相同,接头的伸长率和断面收缩率比母材略低;接头具有良好的弯曲性能,接头硬度HV在150~270之间;焊缝为奥氏体组织,呈等轴树枝状;焊接热影响区和母材均为奥氏体组织,但热影响区晶粒长大严重.

镍基耐蚀合金GH536B(G3)的高温变形特性

通过Thermomacmaster-Z热模拟机试验和显微组织观察,研究了镍基耐蚀合金GH536B(G3,%:0.002C、20.30Cr、17.50Fe、8.70Mo、1.32W、1.90Cu、0.20Nb)1030～1300℃、应变速率1～25s^(-1)的应力-应变曲线以及温度对合金断面收缩率的影响,高温变形下合金组织的变化和应变速率对合金动态再结晶温度的影响。结果表明,G3合金变形抗力大,热成形温度区间小,随应变速率增大,热塑性降低;当Φ10 mm×140 mm试样拉伸速率为100 mm·s^(-1),合适的成形温度为1130～1260℃,当拉伸速率为200 mm·s^(-1),合适的成形温度为1130～1220℃。

GH536高温合金光滑试件在800℃时变载疲劳试验研究

通过对GH536合金光滑试件在800℃、0-σmax-0情况下的疲劳寿命实验研究和分析,说明在该情况下试件的断裂是由于材料产生颈缩而引起的.这一结果对于相关金属材料疲劳特性的研究具有一定的参考价值.

坡口形状对GH536焊接接头组织及力学性能的影响

为探讨不同坡口角度对GH536镍基高温合金焊接接头组织及性能的影响,研究了其焊缝中心及热影响区组织、硬度及疲劳裂纹扩展速率。结果表明:随着坡口角度的减小,焊缝尺寸变大,热影响区范围扩大,焊缝中心的组织发生改变,硬度逐渐提高;相同应力强度因子幅条件下,GH536高温合金大角度坡口焊接接头具有较高的疲劳裂纹扩展速率,但小角度坡口的焊接接头疲劳裂纹扩展速率增加相对较快;在设计GH536镍基高温合金焊接坡口时,要综合考虑焊缝开裂的难易程度及疲劳裂纹扩展速率。

高温合金GH536表面粗糙度试验研究

采用正交实验法对高温合金GH536进行了铣削实验.研究了硬质合金铣刀铣削该材料时其表面粗糙度的变化规律,并得到了刀具的进给速度、主轴转速和切削深度对表面粗糙度(Ra)的影响规律.实验研究得出用硬质合金刀具铣削高温合金GH536时,对Ra影响最显著的因素为铣削速度,其极差为0.857;其次为进给量,极差为0.312;最不显著的因素为切削深度,极差为0.301.

影响冷轧GH536合金箔材成形性能的因素分析

针对国产GH536合金箔材成形性能差的问题，对国产材料和美国材料从化学成分、力学性能、织构分析、XRD分析、显微组织等方面进行了对比研究。结果表明：国产材料塑性较低而强度较高，必须通过成分控制和工艺控制，来改善国产材料的力学性能，提高箔材的塑性指标和增强抗压的能力。另外，减少和控制碳化物的数量，有利于控制和改善箔材的织构类型和程度，可以形成有利的再结晶织构，进而提高国产GH536合金箔料的冲压成形性能。

镧对钛基钎料钎焊Ti_3Al和GH536的影响

研究了La的添加对Ti-Cu-Ni基钎料的性能,以及对Ti3Al和GH536钎焊接头的显微组织和机械性能的影响。研究结果表明:采用添加La的钎料,可显著提高钎焊接头的拉伸强度,其原因在于La能明显提高钎料与母材的润湿性能,促进母材和钎料中元素的扩散。

变形温度和变形量对GH536合金晶粒组织影响

GH536合金的最终热处理温度越低 ,晶粒组织对热变型参数的依赖越强 ,本文通过对改变变形率和变形温度试验 ,寻找到了GH536合金的热处理的合适热变形参数。指出变形率大于 1 0 %就可避免较粗大晶粒出现。GH536的动态再结晶温度为 1 1 4 0℃。当最终热处理温度到达 1 0 80℃时 ,变形温度 1 0 50℃ ,变形率≥ 4 0 %才可得到 7～ 8级晶粒 ;变形温度为 1 1 4 0℃ ,变形率≥ 1 0 % ,就可得到 7～ 8级或更高的晶粒。

GH536带孔平板试样蠕变分析

采用有限元方法对GH536带孔平板试样的蠕变响应进行了数值模拟,以圆孔半径为尺寸参数,研究了不同圆孔半径试样的蠕变应力、蠕变应变分布及其随时间的变化。计算结果表明:圆孔半径对应力分布影响显著,圆孔半径越小,最大等效应力越大,最大等效应力随时间的松弛越明显,蠕变引起的应力重新分布越明显;对含局部应力集中部位结构进行持久强度储备和寿命分析时,必须考虑局部应力分布特性的影响。

GH536高温合金试验研究及切削用量优化

薄壁支撑环属于航空发动机燃烧室典型的薄壁环形件,但其零件结构刚性差,加工过程中极易变形。为更好地减少零件的加工变形,本文以铣削力为研究对象,采用单因素和正交试验相结合的方法,研究切削用量与切削力的影响规律,建立能有效预测GH536高温合金切削力的经验数学模型。并采用遗传算法,以切削力Fx最小为优化指标,通过MATLAB软件计算获取最优切削用量组合。实验结果表明:优化后的各项参数可有效减小薄壁支撑环加工过程中的切削力,进而减少零件变形量。

激光沉积修复GH536/GH738合金的组织及力学性能

采用GH536合金粉末对GH738合金损伤试样进行激光沉积修复试验研究,通过正交试验法优化工艺参数,得到较小熔深、无缺陷的修复试样;测试分析了修复试样的显微组织、室温拉伸性能及显微硬度。结果表明:合金修复区为外延生长的柱状晶组织,修复区边缘柱状晶取向较一致,修复区中心柱状晶出现一定角度转向;合金修复区枝晶干上主要为富含Mo、Cr的M6C碳化物,晶界处出现少量细小的M23C6碳化物。相比于基体,合金热影响区中γ′相数量减少并呈粗化趋势,MC碳化物发生分解。激光沉积修复试样室温抗拉强度为GH738锻件的66.5%,高于GH536锻件强度;断后伸长率分别低于GH738锻件及GH536锻件的;修复区域的显微硬度分别低于GH738基体的显微硬度,高于GH536锻件的显微硬度。

变形量、热处理制度对GH536焊管焊缝区铸态组织、晶粒度及力学性能的影响

研究了用无填料自动氩弧焊工艺生产GH536合金焊管时,借助冷加工变形和固溶再结晶处理实现无缝化的问题.通过研究冷加工变形量和热处理制度对GH536合金焊管焊缝区铸态组织、晶粒度及力学性能的影响得知:当冷加工总变形量达到77%,并进行1100～1150℃×15 min固溶再结晶处理时,可以完全消除GH536合金焊管焊缝区的铸态组织,使基体和焊缝都具有均匀一致的10.0级左右的细晶组织,确保其力学性能达到并超过技术条件所规定的要求.

GH536高温合金的铣削力仿真分析

GH536镍基高温合金常用于制造涡轮发动机热端部件,为了解GH536高温合金的铣削过程,减少切削力对刀具和加工表面质量的影响,对GH536高温合金的铣削过程进行仿真分析,首先采用拉伸仿真与试验相结合的方式获取了GH536高温合金断裂准则参数;在DEFORM中建立针对GH536高温合金的铣削力仿真模型;接着建立铣削试验平台,通过铣削试验与铣削仿真结果的数据对比验证模型的准确度;最后通过设计单因素仿真试验研究铣削参数对铣削力的影响。结果表明:铣削速度对铣削力的影响最大,与铣削力成正相关;其次为每齿进给量和铣削宽度,与铣削力成正相关;影响最小为铣削速度,与铣削力成负相关。

GH536合金激光焊与钨极氩弧焊接头组织性能对比研究

为探讨激光焊替代氩弧焊焊接GH536合金的可行性,以3 mm厚GH536合金为研究对象,分别采用激光焊和钨极氩弧焊,对比分析两种接头的室温和高温拉伸性能、持久性能、疲劳性能及组织。结果表明:采用激光焊接可以实现3 mm厚GH536合金的单面焊双面成形,相比氩弧焊的双面填丝焊接成形,激光焊在降低热输入的同时焊接速度提高了5倍;激光焊接头室温和1000℃高温平均抗拉强度分别为740 MPa和77 MPa,接头持久寿命可达母材的75%,与氩弧焊接头相当,但相同条件下激光焊接接头的疲劳性能更好,是氩弧焊接头的2倍以上,其主要原因是激光焊单位时间热输入较低,接头组织更均匀,晶粒更细小,焊缝成形平整、光滑,焊趾处应力集中小。通过对比分析可知,激光焊可以替代氩弧焊对GH536合金进行焊接。

HIGH-TEMPERATURE LOW CYCLE FATIGUE BEHAVIOR OF NICKEL BASE SUPERALLOY GH536

Low cycle fatigue tests on nickel base superalloy GH536 were performed at 600, 700 and 800℃. The strain-life and cyclic stress-strain relationship were given at various temperatures. The change in fatigue life behavior and fatigue parameters with tem- perature increasing was discussed. At low and intermediate total strain amplitudes, the fatigue life was found to decrease with increasing temperature.

精密镗削GH536刀具磨损试验研究

GH536合金凭借其优异的性能而广泛应用于航空发动机燃烧室中。本文以刀具磨损为研究对象,通过相关的试验,建立了刀具磨损数学模型。通过对加工过程中刀具的磨损过程和状态研究和分析,得到了刀具的磨损形式主要有:粘结磨损、扩散磨损、沟槽磨损、氧化磨损、机械磨损等。