GH4169合金精锻叶片腐蚀条带组织的成因分析及预防措施

目的分析精锻工艺成形的GH4169合金压气机转子叶片出现腐蚀条带组织的原因,以制定相应的预防措施。方法对精锻叶片用GH4169合金开展锻造热过程模拟试验,采用电镜观察其显微组织,以判断叶片锻件异常组织与原材料组织的关联。采用数值模拟方法对锻造工艺参数,尤其是锻造变形量进行分析与验证,找出锻造工艺方案的不足之处。结果当原材料存在δ相偏聚时,容易导致叶身及榫头部位出现纵向腐蚀条带组织;当叶片锻造变形设计不合理,盆弧侧、背弧侧的预锻件与终锻件的变形体积比超出1.1~1.4时,会导致榫头部位出现金属流动异常的现象,进而产生应变剪切带、导致叶片榫头部位出现异常组织。结论在叶片精密锻造生产前要确保原材料组织均匀,不能出现δ相偏聚,同时采用数值模拟方法来合理控制锻造各阶段的变形量与应变场,确保叶片预锻件与终锻件的变形体积比合理、金属变形均匀,这样才能保证叶片叶身和榫头部位不出现腐蚀条带组织。

GH4169合金锻造叶片腐蚀条带研究

利用叶片锻造设备进行了GH4169合金第八级、第九级叶片的生产试制,分析了叶片不同部位腐蚀条带的形貌与特征,揭示了腐蚀条带的形成机制。结果表明,GH4169合金第八级叶片叶身、第九级叶片榫头部位容易产生腐蚀条带,主要与δ相偏聚有关,叶身暗腐蚀条带部位的偏聚δ相呈近似平行位向排列,以短棒状或颗粒状居多,晶粒尺寸与铌元素含量正常;榫头亮腐蚀条带部位的偏聚δ相以长条状居多,晶粒细小、铌元素含量高。GH4169合金锻造叶片δ相偏聚条带的形成除与铌元素含量偏高有关外,还与叶片局部大变形相关,局部大变形为δ相形核、偏聚提供驱动力。