航空发动机用新型镍基粉末高温合金涡轮盘双重晶粒尺寸组织的制备

镍基粉末高温合金涡轮盘进行双重晶粒组织制备时,需综合考虑多种因素对盘件温度场分布和晶粒尺寸的影响,完全通过实验进行研究存在研究周期长和花费大等缺点,而有限元数值模拟可作为一种重要的辅助研究手段。本文对作者自主研发的新型镍基粉末高温合金FGH98Ⅰ涡轮盘双重晶粒组织制备进行了实验与模拟的综合研究。结果表明:固溶温度是控制该合金晶粒长大的关键因素。在高于γ'相固溶温度时,晶粒尺寸随着温度升高而快速长大,据此建立了合金晶粒尺寸与固溶温度、保温时间之间的动力学函数关系式。另外,涡轮盘温度场的有限元模拟表明温度梯度主要取决于保温时间。在结合实验与有限元模拟结果所优化选择的热处理条件下,成功获得了轮缘和轮心晶粒度分别为ASTM 6～7和为ASTM 10～11的FGH98Ⅰ合金双重晶粒组织涡轮盘。