板厚对激光冲击GH625高温合金残余应力的影响

为了研究板厚对激光冲击GH625高温合金残余应力的影响,一方面,采用激光冲击处理技术对2 mm GH625板进行强化处理,借助X射线应力测试仪获得表面残余应力分布;另一方面,利用ABAQUS有限元仿真软件对厚度分别为2 mm、3 mm、4 mm和5 mm的GH625板进行激光冲击数值模拟。采用实验测量和数值模拟相结合的方法,对GH625高温合金的Johnson-Cook本构方程进行优化。结果表明:当应变率影响系数C=0.005 21时,激光冲击GH625表面残余应力模拟结果与试验结果相吻合;随着GH625板材厚度的增加,表面残余压应力大小和残余压应力分布深度均随之增大;板材背面也存在残余压应力,其大小随板材厚度的增大而减小。

激光冲击GH625高温合金抗疲劳性能研究

为了研究激光冲击处理对GH625高温合金抗疲劳性能的影响,采用激光冲击强化技术处理厚度为2 mm的GH625高温合金板材。分析了GH625高温合金激光冲击处理前后的微观组织、物相组成、残余应力、断口、疲劳寿命等方面的变化。结果表明:与母材相比,激光冲击处理后试样的表层晶粒细化;试样的表层残余应力状态发生改变,由原始的拉应力(5 MPa~16 MPa)变为压应力(-526 MPa),激光冲击后的残余压应力影响深度可达1.5 mm;激光冲击试样的疲劳寿命是母材试样的3.05倍。表层晶粒细化、残余压应力和加工硬化是激光冲击强化技术提升GH625抗疲劳性能的重要原因。

GH625高温合金管缩径旋压成形数值模拟及试验研究

基于ABAQUS/Explicit平台建立了高温合金管缩径旋压三维弹塑性有限元模型,对GH625高温合金管缩径旋压成形过程进行了模拟分析,研究了轴向进给速度、旋轮圆角半径、旋轮安装角度对高温合金管缩径旋压成形质量的影响规律。研究结果表明,高温合金变径管在旋压过程中,随旋轮的轴向进给,不同的区域截面变化趋势不同。对工艺参数进行分析,发现轴向进给速度及旋轮圆角半径增大时,壁厚增大;旋轮安装角度对零件壁厚无明显影响;进给速度越大或圆角半径越大,截面椭圆度越大;距自由端较远时,旋轮安装角度越小,截面椭圆度越大;随着旋轮的进给,距自由端越近,椭圆度波动越严重。最后,根据数值模拟结果确定最终工艺参数为轴向进给速度0.25mm/r,圆角半径取值2~4mm,旋轮安装角度为90o,并进行了高温合金管缩径旋压试验,得到了较好的成形件。

GH625镍基高温合金热挤压缺陷原因探讨与分析

GH625是以钼和铌为主要强化元素的固溶强化型镍基高温合金,塑性差,变形抗力大,普遍采用热挤压方法生产大口径荒管,再冷轧出尺寸精度高的小口径管。在管材挤压过程中,大部分批次质量正常,但也存在某些批次出现裂纹和分层缺陷。对GH625管材从挤压成形模具结构、挤压工艺参数和材质显微组织进行分析,提出了改进建议。对原料、挤压参数和模具结构提出了工艺提升建议,为提高镍基难变形合金管材挤压合格率提供了参考资料。

GH625高温合金热加工影响因素的模拟研究

GH625高温合金是固溶强化镍基高温合金，具有良好的力学性能以及耐腐蚀性能，但其热加工难度较大。为充分了解初始条件变化对GH625高温合金钢锭热加工过程的影响规律，本文利用有限元方法，设置不同初始条件对GH625高温合金钢锭进行了锻造模拟。通过模拟得到了比较符合实际的结果，确定以下规律：GH625高温合金钢锭在锻造过程中，随变形速率增加，应变向表面集中：单次变形量增加，可以提高钢锭温度；初始温度降低，应变向芯部转移；钢锭各部位应力状态对断裂因子的影响远大于初始条件的改变。

GH625合金的热变形行为

采用Gleeble-1500热模拟试验机研究了GH625高温合金在应变速率为0.001～1 s-1、变形温度为1223～1373 K条件下的热变形行为。结果表明:当变形温度一定时,随应变速率的升高,合金的峰值应力σp和稳态流动应力σs及对应的应变εp和εs均升高;当变形速率一定时,随变形温度的升高,σp和σs以及εs均降低,但εp基本保持不变。GH625合金在热压缩变形过程中应变速率的降低和变形温度的升高均有利于动态再结晶的发生;根据应力-应变曲线,通过线性回归获得GH625合金的本构方程。

GH625合金氩弧焊焊接接头的疲劳裂纹扩展性能

研究了钨极氩弧焊GH625高温合金焊接接头的室温疲劳裂纹扩展行为。采用金相显微镜及扫描电镜对其焊接接头的显微组织和疲劳裂纹扩展断口形貌进行观察。结果表明,GH625高温合金的钨极氩弧焊焊接接头主要是由枝晶状焊缝组织和γ奥氏体等轴晶母材组成,焊缝区析出大量的白色针状δ-Ni3Nb相和块状颗粒状Laves相;其焊接接头的显微硬度高于母材;室温下,在低ΔK区间,GH625高温合金钨极氩弧焊焊接接头的疲劳裂纹扩展速率比母材低,这是由于焊缝处硬质的析出相、二次裂纹以及扩展路径的曲折多样使得其裂纹扩展时需要消耗更多的能量;在高ΔK区间内,焊接接头疲劳裂纹扩展速率高于母材。