带阻尼台TC6钛合金叶片精密锻造

在概述钛合金锻造工艺特性和锻造工艺方法的基础上,阐述了锻造温度、变形程度、应变速率对TC6钛合金微观组织的影响和锻造工艺参数对锻件力学性能的影响,分析了带阻尼台TC6钛合金叶片的形状特征、尺寸精度和力学性能要求,重点叙述了带阻尼台TC6钛合金叶片的精锻工艺流程、辅助工艺,检测了带阻尼台TC6钛合金叶片的室温拉伸性能、400℃高温拉伸性能、400℃高温100 h持久性能。结果表明,采用精密锻造工艺不仅成功研制了尺寸精度高的钛合金锻件,而且显著提高了钛合金锻件的力学性能,具有工程推广价值。     

基于多场耦合分析的TC4叶片精锻成形的微观组织模拟

针对TC4钛合金叶片精锻过程,运用三维刚粘塑性有限元模拟方法,采用能反映微观组织演变对材料流动应力影响的本构关系和Yada形式的微观组织预测模型,实现了TC4叶片精锻过程的有限元变形-传热-微观组织演变耦合分析,模拟预测了叶片精锻成形的微观组织,获得了叶片精锻成形的晶粒尺寸和体积分数的分布规律,并分析了变形温度对晶粒尺寸和体积分数的影响,为合理确定叶片精锻工艺和控制叶片质量提供了一定的依据。     

基于变形分析的叶片精锻模具预补偿方法

采用热弹塑性有限元法,利用DEFORM-3D软件模拟叶片锻造过程中模具型面的弹性变形。分析了不同锻压步数下的模具型面的弹性变形量,并对Z=75 mm、Z=35 mm和Z=5 mm模具型面截面弹性变形量及变形规律进行了分析。分析结果表明,精锻完成后,模具型腔表面不同部位发生了不同程度的弹性变形,进出气边弹性变形量较小,叶身心部模具的弹性变形量大,最大为0. 2 mm。阐述了原始模具型面弹性补偿的必要性,分析了模具型面弹性补偿方法,提出了模具型面反向补偿法,利用UG二次开发技术,对叶片模具型面预补偿设计进行了参数化实现,分析了Z=75 mm、Z=35 mm和Z=5 mm的模具型面补偿效果。分析结果显示,叶片的最大偏差量不超过0. 02 mm。通过实验验证了模具表面补偿方法的准确性和可靠性。     

工艺参数对钛合金叶片精锻中微观组织的影响

以叶片中的一类重要叶片——钛合金单榫头叶片为研究对象，利用自主开发的并经实验验证的叶片精锻三维有限元变形．传热一微观组织演变耦合模拟系统对其精锻过程进行了模拟，研究了不同工艺参数下叶身典型截面锻后微观组织的分布规律。结果表明：随着变形温度的升高，晶粒尺寸和β相体积分数增大；随着变形速度的增大，晶粒尺寸和β相体积分数相应增大；随着模具温度的升高，晶粒尺寸分布的均匀性提高：而摩擦条件对晶粒尺寸和β相体积分数的影响不显著。     

航空叶片精锻模具优化设计

针对我国航空叶片精锻模具设计效率低、某些设计参数确定困难等问题。在对航空叶片精锻工艺技术分析的基础上,开发了参数化CAD模锻系统,实现了航空叶片精锻模具及锻坯的自动化生成,提高了叶片模具设计自动化水平;运用Deform-3D软件对整个精锻工艺过程进行模拟仿真,分析了不同设计参数下锻件与模具的应力分布、横向错模力、模具磨损等,得出了有益于叶片成形和延长模具寿命的设计参数,并对其参数设计规则进行了优化;进行了锻造实验,分析了锻件的几何尺寸精度,为航空叶片精锻模具设计参数选择提供了理论指导。     

热加工工艺对叶片用TC4钛合金棒材组织与性能的影响

为优化发动机叶片用TC4钛合金棒材热加工工艺，对比研究了相同条件下精锻和轧制工艺对棒材组织与性能的影响，以及精锻温度和精锻变形量对棒材组织与性能的影响。结果表明：与精锻相比，轧制变形时间短、温升明显，导致轧制棒材初生α相含量低，室温强度和高温强度明显低于精锻棒材，但组织更加均匀，超声探伤杂波水平低。此外，随着精锻温度的升高，棒材初生α相含量减少，室温强度和高温强度下降，但超声探伤杂波水平降低；随着精锻变形量的增大，棒材变形不均匀性加剧，室温强度和高温强度逐渐提高，但超声探伤杂波水平增大。精锻温度为940℃时，TC4钛合金棒材的组织与性能匹配较好。     

单榫头叶片精锻成形规律三维热力耦合有限元模拟研究

单榫头叶片是航空发动机中的一类重要叶片.本文以单榫头叶片精锻过程为研究对象,采用热力耦合方法,利用自行开发的面向叶片精锻过程的三维刚粘塑性热力耦合有限元数值模拟系统3D-CTM,模拟分析了不同工艺参数(变形速度、摩擦因子以及坯料锻造温度)下的单榫头叶片精锻过程,研究了不同工艺参数对叶片精锻成形规律的影响.该研究对制定叶片精锻工艺以及发展叶片精锻技术具有重要的理论意义和实用价值.     

工艺参数对TC4合金航空发动机叶片精锻残余应力的影响

为获悉叶片精锻残余应力的分布情况,利用Simufact. Forming软件对TC4合金航空发动机叶片精锻过程进行了数值模拟研究。通过X射线衍射技术对叶片实体表层残余应力进行了测量,并与数值模拟结果进行对比,验证了有限元模型的合理性。通过设计正交试验优化了叶片精锻工艺,最终得到了最优工艺参数组合及不同工艺参数对叶片精锻残余应力的影响趋势。研究结果表明:航空发动机精锻叶片的残余应力主要集中在表层,当工艺性较差时,叶片前缘头、后缘头附近的高残余应力区域范围较大,开裂的风险系数较高;模具温度对叶片精锻残余应力的影响最大,上模速度、坯料温度、摩擦因子对其影响依次减小;在上模速度为40 mm·s-1、坯料温度为960℃、模具温度为300℃、摩擦因子为0. 1的情况下,可以得到较小的叶片精锻残余应力。     

钛合金管径向精锻数值模拟分析

针对TC4钛合金管件的径向精锻,根据其工艺特点进行了简化建模,利用数值模拟软件Deform 3D对管件径向精锻过程进行了数值模拟,通过其成形过程的应力、应变分布特征,分析钛合金管的成形特点;通过坯料金属流动的速度场分布,分析该零件成形过程及特点.通过其行程--载荷曲线,进行成形力预测,对实际生产过程具有较大的意义.进行了模具受力分析,对模具寿命的预测有一定帮助.在该管件的数值模拟基础上进行了生产试制,试件产品成形顺利,质量良好.     

航空发动机叶片精锻成形可靠性技术

通过分析航空发动机叶片特点及航发事故原因,论述了航空发动机叶片精锻成形可靠性制造技术课题研究的重要意义。并对其叶片生产发展历程、叶片精锻成形新旧工艺方法及精锻成形特点进行了介绍。简述了叶片精锻成形工艺的典型工艺参数,对叶片精锻成形规律及微观组织演变、叶片表面完整性方面的国内外研究现状进行了综述,并总结了当前针对他们的主要研究方法及常用表面完整性特征参数实验测量方法。此外,针对叶片模锻生产实验研究,提出了相关可行性的建议,并介绍了当前叶片制造新工艺发展情况。通过对上述当前叶片精锻成形可靠性技术研究情况的综合分析,对其未来的研究发展方向进行了展望。最后,对叶片精锻成形表面完整性的研究目标提出了建议。     

热力耦合作用下叶片锻造晶粒尺寸的预测

采用自行开发的面向叶片精锻过程的三维刚黏塑性热力耦合有限元模拟分析系统,并与适用于TC4钛合金锻造晶粒尺寸预测模型相结合,对热力耦合作用下单榫头叶片精锻过程的晶粒尺寸进行计算,获得叶片锻造过程中不同压下量的晶粒尺寸分布,并分析叶片锻造过程对其晶粒尺寸的影响规律。     

金相分析技术在钛合金航空模锻件生产中的应用

总结了金相分析技术在钛合金模锻件的锻造、热处理等实际生产中的应用情况,分析了β转变温度对锻造工艺温度、热处理工艺温度的影响规律、钛合金原材料低倍组织以及中间坯高倍组织对锻造工艺(变形量)的影响规律,为制定钛合金工艺技术规范奠定了一定的基础。     

钛合金叶片盘近净热流变成形的数值模拟及其应用

研究了TC11钛合金叶片盘的近净热流变成形。采用几何造型软件UG NX3对TC11钛合金第二级叶片盘的坯料和模具进行实体造型,同时基于刚粘塑性不可压缩材料的变分原理,运用体积分析软件DEFORM 3D对3种不同应变速率下的叶片盘等温近净热流变成形过程进行数值模拟,研究了工件在成形过程中的速度场、温度场和等效应变场的分布情况,以及凸模和凹模的载荷-行程曲线,为优化工艺参数提供了理论依据。同时与传统的方法进行了比较,发现用此方法生产的产品,其力学性能及微结构都有明显的改进。结果分析表明,随着变形速率的减小,金属向凹模型腔内的流动越均匀,叶型更容易充满。     

Modeling the High Temperature Deformation Constitutive Relationship of TC4-DT Alloy Based on Fuzzy-neural Network

通过分析研究变形温度、应变速率及变形程度参数对TC4-DT钛合金高温变形行为的影响,建立了一种基于自适应模糊神经网络的TC4-DT钛合金高温变形本构关系预测模型。高温变形热模拟压缩试验的变形温度为750 ~1150 ℃,应变率为0.001~10 s–1,试样高度压缩率为50%。本研究中建立的网络模型集成了模糊推理系统误差反向传播(BP)神经网络的学习算法。结果表明,该模型的预测值与实验结果比较吻合,最大相对误差小于6%。本研究证明模糊神经网络是一种优化TC4-DT钛合金本构关系模型和优化变形工艺参数的有效、实用方法。     

基于UGⅡ的叶片精锻模具设计

介绍了叶片精锻的过程和特点,以及Unigraphics三维设计软件在叶片精锻模具设计中的使用方法,其中包括叶片、精锻模具型腔以及飞边槽等的实体造型,使模具设计更加直观.此外,结合UG能够进行参数化实体建模的特点,对叶片精锻模具设计中的工艺参数进行优化,很大程度的提高了模具设计的效率,为模具的设计提供了一条新的途径.     

轿车直齿圆锥齿轮冷精锻试验研究

根据某轿车行星齿轮零件设计了冷精锻工艺。分析了几种轿车直齿圆锥齿轮冷精锻模具结构以及两种坯料形状对成形的影响，得到了冷精锻轿车直齿圆锥齿轮过程中工艺参数和模具结构对零件成形的影响规律，解决了冷精锻齿轮工艺中的一些问题。     

TC11钛合金叶片等温校正工艺研究

针对TC11钛合金叶片热加工翘曲变形导致大量报废的问题,为了减少锻造变形的残余应力、冷却时的热应力叠加造成的叶身型面翘曲,采用等温校正的方法释放残余应力,使翘曲变形减轻、叶片尺寸合格、叶片的金相组织和力学性能得到改善.校正试验结果表明,采取先校正后固溶 时效热处理的工艺方案得到的TC11钛合金叶片型面公差、力学性能和金相组织优于先固溶热处理后校正的叶片;先校正后热处理的叶片其最佳组合工艺为860℃时,校正压力为3MPa,保压时间为3min,应变速率为10-2s-1.     

汽车离合器减震轴套精锻成形数值模拟与分析

简述了汽车离合器减震轴套的几种典型成形工艺。基于Deform3D通用有限元软件，应用三维刚粘塑性有限元显式算法对预减震轴套精锻成形过程进行了模拟分析，得出了变形中材料的流动状态和等效塑性应变分布规律。根据有限元模拟分析结果对减震轴套精锻成形工艺参数、模具结构进行了优化设计，并进行了预减震轴套精锻成形工艺试验。试验验证了有限元模拟分析结果，并精锻成形出合格的汽车预减震轴套产品。     

基于UGII的叶片精锻模具设计

介绍了叶片精锻的过程和特点，以及Unigraphics三维设计软件在叶片精锻模具设计中的使用方法，其中包括叶片、精锻模具型腔以及飞边槽等的实体造型，使模具设计更加赢观。此外，结合UG能够进行参数化实体建模的特点，对叶片精锻模具设计中的工艺参数进行优化，很大程度的提高了模具设计的效率，为模具的设计提供了一条新的途径。     

不同热处理工艺对TC21钛合金组织及力学性能的影响

利用不同的热处理工艺对钛合金进行处理,分析了固溶温度、时效温度以及时效时间对TC21钛合金微观组织及力学性能的影响规律。结果表明,热处理工艺对钛合金组织中α相形状和数量影响较大。随着固溶温度、时效温度及时效时间的增加,钛合金的拉伸和屈服强度先增加后减小。最佳热处理工艺为固溶温度930℃,时效温度580℃,时效时间3.5 h。