GH4169合金细长轴锻件局部锻造成形工艺研究

研究了GH4169合金细长轴类锻件局部锻造成形工艺,分析了锻件不同部位的组织演变规律。结果表明,为了避免加热过程晶粒的快速长大,提高不同变形区域内组织的均匀性,合金锻造加热温度应为970℃,整体加热方式能够避免局部加热时魏氏组织的形成。通过分析细长轴类锻件成形工艺特点及锻造难点,并充分利用合金的热加工工艺特征,采用卧锻机局部镦锻成形工艺成功制备出长度超过850 mm的GH4169合金细长轴类锻件,且锻件晶粒尺寸与δ相分布整体上呈现较为均匀的特征。     

带内、外法兰的Waspaloy合金异形机匣环锻件整体精密成形工艺

介绍了一种带内、外法兰的Waspaloy合金异形机匣环锻件整体精密成形工艺。采用难变形低塑性材料组织均匀性表面控制技术,Waspaloy合金带内、外法兰大型异形环坯制备及Waspaloy合金大型复杂异形环件整体精密轧制的关键技术,结合全流程仿真,制定出工艺方案,并确定了锻造、热处理工艺参数,成功生产出带内、外法兰的Waspaloy合金异形机匣环锻件。使用该技术生产的异形机匣锻件的内、外径异形面成形情况较好,各尺寸能够满足交付要求,高倍组织均匀,性能指标满足SAE AMS 5707—2017要求,减少了贵重金属原材料投入,降低了成本,提高了机匣的均匀性及整体性能水平。     

铝合金异形截面大型环件胀形工艺及优化

针对2219铝合金5 m级异形截面机匣环锻件,展开冷胀形工艺分析和优化,以达到使环件直径扩大至目标尺寸且使环件各部分的应变均匀性提高的目的。设计了环件的冷胀形工艺,并利用Deform-3D对环件冷胀形工艺进行有限元分析,提取有限元分析结果,并在环件不同位置做应力分析,得出了冷胀形工艺下环件的变形特点和变形规律;结合环件冷胀形工艺的变形特点,对原有胀形工艺进行优化,提高了环件各部分的应变均匀性,并通过实际的胀形工艺实验验证了工艺的有效性。另外,设计了环件胀形时瓣模转动的方案,使环件变形得到优化,优化后的胀形工艺使环件各区域的应变均匀性有了较大提升,为2219铝合金5 m级异形截面机匣环锻件冷胀形工艺提供了一个可靠的理论分析和优化方案。     

异形环件径轴向近净轧制成形工艺与应用

异形环件径轴向近净轧制成形工艺对于成形异形环件具有显著优势,可直接成形出与目标环件形状尺寸相仿的异形环锻件,减少了大量材料与能源的浪费。本文以外台阶环件成形为例,采用基于理论分析．模拟实验与实际试制的方法来阐述该工艺的应用方法。这对于提高异形环件轧制效率、确保产品质量、节能节材等具有重大意义。     

GH4169高温合金复合热压缩界面愈合与界面氧化物研究北大核心CSCD

由于成分偏析和冶炼能力的限制,大型GH4169高温合金锻件难以实现国产化制造。利用小坯料生产大尺寸锻件的构筑成形技术可实现大型高温合金锻件的匀质化制造。通过GH4169高温合金的复合热压缩试验,研究了变形工艺参数对GH4169高温合金构筑成形界面愈合情况和界面氧化物的影响规律,得到了GH4169高温合金构筑成形的最佳工艺参数。结果表明:在始锻温度、采用较小的应变速率、压缩量大于50%,并在压缩后保温保压一定时间的综合条件下,界面愈合的效果最好,应避免在高应变速率+大变形量的条件下进行构筑成形;在高温下经过较长时间的热处理后,界面内部的氧化铝未明显扩散,从表面沿着界面向内发生严重的氮化反应,且界面边缘出现缝隙。     

GH4169合金涡轮盘锻件晶粒度分析和控制

以低压一级涡轮盘为典型件进行生产试制。结合有限元模拟分析可知,轮毂中心部位为难变形区,晶粒也容易长大。应优化设计,进一步提高GH4169合金涡轮盘锻件质量。     

直接时效GH4169合金锻件热加工工艺研究

针对大规格GH4169合金直接时效锻件晶粒度不合格、组织均匀性差、批次不稳定的问题,本文基于有限元数值模拟技术,优化了直接时效锻件的热加工工艺。并且通过试验验证,在对击锤上生产出了满足GB/T30566标准要求的大规格GH4169合金直接时效锻件。     

工艺参数对楔横轧GH4169合金轴类件力能参数的影响

利用DEFORM-3D有限元软件建立了其三维刚塑性有限元模型,通过仿真与实验相结合的方法,分析展宽角、成形角、断面收缩率对GH4169合金成形过程中力能参数的影响规律。结果表明在展宽段有:随着成形角的增大,径向力、横向力和轧制力矩均减小,轴向力略增大,但增大幅度不明显;随着展宽角的增大,径向力、横向力和轧制力矩均增大,轴向力减小;随着断面收缩率的增大,径向力、横向力和轧制力矩先增大后减小,轴向力增大。采用无量纲影响因子法,综合分析获得了工艺参数对力能参数影响的主次顺序。在此基础上,进行了1∶1楔横轧GH4169合金实验,得到轧制力矩与数值模拟结果相对误差在10%以内。研究结果为GH4169合金轴类件楔横轧成形合理选取工艺参数和轧机设计力能参数确定提供参考。     

三联冶炼GH4169合金研究进展EI北大核心CSCD

三联冶炼技术的突破促进了我国GH4169合金盘锻件全流程制备技术的优化。本文综述了GH4169合金的化学成分、三联冶炼技术、开坯技术、锻造技术、残余应力控制、质量控制体系等方面的研究进展。三联冶炼技术的突破提高了GH4169合金的纯净度,降低了冶金缺陷概率;镦拔+径锻联合开坯提高了GH4169合金棒材组织均匀性和成材率;残余应力控制技术降低了GH4169合金盘件加工和服役过程中的变形量。此外,本文讨论了GH4169合金在超高强度、超大尺寸、高耐蚀性能和抗氢脆等研究中存在的难题,并对未来工作方向进行了展望。     

GH4169合金支撑锥壁锻件的高温性能分析研究

针对GH4169合金支撑锥壁锻件持久性能不合的现象,通过理化性能检测、工艺参数研究及数值模拟分析,得到了锻件性能不满足标准要求的原因.结果表明,直径350 mm棒料锻造的锻件性能差异大,稳定性更差;锻件截面尺寸变化大,导致终锻件变形不均匀,试样环持久性能不满足标准,需要增加预锻工序.     

坯料形状对GH4169合金镦粗锻件组织均匀性的影响(一)

坯料形状对锻件的组织均匀性产生重要影响,为提高GH4169高温合金锻件的综合力学性能,该文以圆柱体镦粗为例,采用数值模拟技术分析不同的坯料形状对最终锻件的等效应变、等效应变速率、平均晶粒度以及再结晶体积分数的影响规律,分析坯料形状与锻件最终组织均匀性之间的关系,证明改变坯料形状可以有效提高锻件难变形区域的组织均匀性。     

航空发动机金属封严环成形回弹预测与控制

基于循环加载-卸载和循环剪切试验,研究了0.2 mm厚的GH4169高温合金超薄板的循环塑性变形行为,评估了不同强化模型的预测精度。结果表明,GH4169高温合金超薄板在循环塑性变形过程中的弹性模量衰减了19%,Y-U模型能够有效表征GH4169高温合金超薄板的循环力学响应行为。U形弯曲和封严环液压成形工艺过程的仿真表明,Y-U模型对于回弹的预测精度高于A-F和各向同性模型。基于Y-U模型和型面补偿方法可使封严环的正向和反向回弹量分别降低52.2%和68.1%。     

摩擦对高温合金复杂截面圆环多道次滚压成形不均匀变形作用

在高温合金复杂截面薄壁圆环多道次滚压成形过程中,板料要经历多场多因素偶合作用下复杂的不均匀塑性变形和组织演化历程,特别是不均匀塑性变形通常是导致薄壁件成形起皱、椭圆和开裂等缺陷产生的主要因素。摩擦是描述环件与辊轮接触作用的主要参数,很大程度上决定着该环件多道次滚压成形过程中塑性变形的不均匀性,严重的影响着其滚压成形质量。为此,本文以有限元仿真为主并结合实验和理论方法,对高温合金GH4169薄壁w形圆环多道次滚压成形进行了系统的分析;进而提出了不均匀变形度的表征方法,研究获得了摩擦对高温合金复杂截面薄壁圆环多道次滚压成形不均匀变形的影响规律。结果表明：随着滚压成形的进行等效应力极值逐渐增大,且从动辊进给时环件弯曲部分材料变形量较大;随着驱动、从动辊与环件之间摩擦系数的增加,不均匀变形程度先减小,后逐渐增大;导向辊与环件之间的摩擦对不均匀变形度的影响不大。     

GH4720Li盘前封严环锻造工艺参数优化

为提高GH4720Li盘前封严环锻造的材料利用率及锻件晶粒度的均匀性,需对盘前封严环锻件形貌进行优化。本文通过研究模锻温度对锻件力学性能的影响,获得了符合要求的较优锻件形貌及工艺参数。利用优化后的工艺参数,试制了6件锻件,验证了该工艺的稳定性。结果表明,优化后的锻件性能满足要求,材料利用率提高了31. 7%,锻件晶粒度在9～10级,且工艺稳定性较高。     

IN718合金低压涡轮机匣整体精密成形研究

低压涡轮机匣(图1)是航空发动机关键零件,该零件为碗状,属典型大锥形、大高度异形环件,大、小头截面面积差异大,零件壁厚薄,加工时易产生变形。零件材料为IN718,该合金在锻造过程中,过程参数如加热温度、保温时间、转移时间、工模具预热温度、轧制曲线、终锻温度等控制对其性能及一致性影响极大。     

GH4720Li盘前封严环成形工艺研究

通过数值模拟和生产检测,确定GH4720Li合金盘前封严环的锻件形状并优化成形工艺参数,制定了成形技术方案。结果表明,GH4720Li合金盘前封严环锻件的成形方案可行,锻件组织和性能满足要求。     

传动轴滑动叉内高压胀形工艺分析及实践

传动轴滑动叉采用普通模锻工艺生产时,材料利用率低、工艺复杂,结合具体滑动叉的形状结构特点,提出采用内高压胀形工艺成形此类锻件的方法,得到了滑动叉的内高压工艺制作流程。首先进行工艺分析计算,根据计算结果,设计和制造了内高压模具,采用自制内高压水胀液压机进行了试验验证。结果表明,采用两次内高压胀形,可以得到滑动叉锻件,并能大大提高材料利用率和锻件质量。通过优化内高压胀形的胀形次数、下料尺寸、胀形比以及封水工艺余量等工艺参数,滑动叉成形件表面质量良好,满足使用要求,具有较高的可行性。该方法材料使用率高、成本低,符合现在提倡的环保节能需求,具有广阔的市场前景。     

航天用超大规格GH4169高温合金螺栓热镦工艺

为研究一种航天用超大规格GH4169高温合金螺栓热镦工艺，利用热模拟试验机对材料进行了高温压缩实验，分析了不同变形温度和应变速率对材料变形抗力的影响，并对GH4169高温合金螺栓的热镦成形过程进行了数值模拟，分析了成形过程中等效应力场分布、损伤值分布、金属流线分布、摩擦因数对成形载荷的影响，最后进行了工艺实验。研究结果表明：应变速率一定时，随着变形温度的升高，材料的变形抗力逐渐降低；变形温度一定时，随应变速率的增大，材料的变形抗力逐渐增大；摩擦因数μ=0.3时成形过程中的最大载荷为3.56×10⁶ N,摩擦因数μ=0.5时成形过程中的最大载荷为4.11×10⁶ N。工艺实验得到的GH4169高温合金螺栓锻件充填饱满，尺寸符合要求，未发现锻造缺陷，符合航天领域使用需求。     

GH4169合金机匣环件热成形晶粒可控的加热规范制定方法

GH4169机匣环件在成形过程中需要反复加热到较高温度,从而导致晶粒粗化。通过已建立的GH4169高温合金析出相演变模型和晶粒长大模型模拟机匣环件热成形过程,并制定了加热规范。计算和试验结果表明,所制定的加热规范能够明显抑制机匣环件在制坯和轧制过程中的晶粒长大。     

高温合金涡轮盘锻件成形工艺研究

高温合金涡轮盘锻造成形工艺对于涡轮盘的制造至关重要。为了达到提高锻造质量的目的,以某GH4169涡轮盘为例,指出了传统涡轮盘锻造工艺存在的缺陷和问题,介绍了新工艺锻件成形过程,锻件技术指标满足要求,对涡轮盘制造具有积极的借鉴和促进作用。