GH4738合金涡轮盘锻造过程的集成式模拟及应用

基于GH4738合金的热流变应力模型及晶粒组织演变模型,提出并实现了利用Deform3DTM软件对该合金涡轮盘从自由锻前预热直至模锻完成的整个锻造过程的集成式模拟.借助集成式模拟实现了对锻件在整个锻造过程中温度、平均晶粒尺寸等参数的定量控制.同时采用直径300mm涡轮盘的实际锻造结果验证了所用模型和该模拟方法的可靠性.最后,把集成式模拟运用于直径1450mm涡轮盘盘件的锻造过程模拟,并根据模拟优化方案在8×104t锻压机下成功锻制直径1450 mm涡轮盘盘件.为大型变形高温合金涡轮盘的锻造成型提供了工艺优化的理论依据和研究方法.     

GH2674合金大型涡轮盘锻造成形技术

通过热模拟压缩试验研究了变形温度和变形速率对GH2674合金组织和性能影响,试验温度范围为950～1200℃,应变速率为0.01、0.05、0.1和1.0s-1,变形量为65%;同时采用有限元法模拟分析了GH2674合金大型涡轮盘的成形过程,创造性的提出局部成形的方法,并对局部成形过程中应变场及载荷分布情况进行分析,从而确定了GH2674合金大型盘件合适的热成形工艺,并生产出了符合标准要求的直径达φ2200mm的GH2674合金大型涡轮盘锻件。     

GH864合金涡轮盘锻造过程中微观组织的数值模拟

为了预测GH864合金φ1250 mm涡轮盘锻造过程中微观组织的演变规律,将微观组织模型加入到模拟软件MSC Super-form中,实现了高温合金塑性变形-传热-微观组织演变的耦合.研究了不同变形工艺参数对涡轮盘组织分布的影响,包括初始变形温度、变形速率、模具预热温度、摩擦系数及保温措施等的影响.结果表明:实际φ12...     

等温锻造GH710合金组织与性能

为解决GH710合金普通锻造时变形困难、组织性能不均匀的技术问题,开展了GH710合金等温锻造工艺研究.对等温锻造GH710合金变形性能、微观组织和力学性能进行了分析,结果表明,等温锻造工艺可有效改善GH710合金变形性能、细化晶粒组织、提高合金力学性能.GH710合金经1100 ℃变形量为50%和70%的等温锻造后,均具有良好的力学性能,特别是其持久性能得到大幅度提高,815 ℃缺口持久性能达到100 h之上,980 ℃光滑持久性能达到80 h之上.采用等温锻造工艺研制出了Φ240 mm的GH710合金涡轮盘模锻件,锻件外观完整、晶粒组织细小均匀,力学性能稳定,等温锻造工艺是制备GH710合金细晶涡轮盘的理想工艺.     

GH4169涡轮盘晶粒度控制技术研究

以九级涡轮盘为研究对象,通过有限元模拟获得优化的锻造工艺和设计,并生产试制出晶粒细化的涡轮盘。     

GH864烟气轮机涡轮盘锻造工艺

GH864材料是一种特殊的镍基高温合金,锻造成形时塑性低、变形抗力大、锻造温度范围窄、导热性差,且锻件的晶粒尺寸不能通过热处理细化,所以要满足锻件的内在质量要求,必须制定合理的工艺路线.从材料的化学成分、锻造工艺、400 MN大型航空模锻液压机和生产流程等方面介绍了GH864合金烟气轮机涡轮盘的生产过程.试验表明,固溶、时效处理后的烟气轮机涡轮盘锻件,力学性能和晶粒度完全达到使用要求.小批量生产后,效果良好,这为烟气轮机发展打下了坚实的基础.     

燃气轮机用GH4698合金涡轮盘锻造工艺

燃气轮机涡轮盘材料GH4698是一种特殊的镍基高温合金,其合金化程度较高,锻造时具有较高的变形抗力和较窄的变形温度范围,所以要满足锻件的内在质量要求,必须制定合理的工艺路线。本文从材料的化学成分、锻造工艺、数值模拟和试制生产等方面介绍了涡轮盘的生产过程。经验证通过热处理固溶、时效后的涡轮盘锻件,显微组织、力学性能完全达到使用要求,并且已批量生产。     

高温合金涡轮盘锻造工艺

航空航天发动机涡轮盘材料GH4133B是一种特殊的镍基高温合金新材料,该材料锻造成形时塑性低、变形抗力特别大、可锻温度范围窄、导热性差,且锻件的晶粒尺寸不能通过热处理细化,所以要满足锻件的内在质量要求,必须制定合理的工艺路线.本文从材料的化学成分、锻造工艺、模具设计和生产试制等方面介绍了涡轮盘的生产过程.其中,为了满足对锻造加热火次和每火次的锻造变形量的控制,提出了锻坯准备、表面清理、表面涂料、加热、刻标记和检验的新工艺路线.经验证通过热处理固溶、时效后的涡轮盘锻件,其力学性能完全达到使用要求,并且已批量生产,效果良好.     

FGH96合金的热塑性变形行为和工艺

通过高温热压缩实验,得到了不同温度和不同应变速率条件下热等静压FGH96合金的真应力-应变曲线,在此基础上,建立了FGH96合金热塑性变形过程中的热加工图.通过对材料微观组织、应力应变响应及热加工图的对比分析,确定了优化的热塑性锻造窗口,提出了FGH96合金细晶盘坯锻造工艺.根据优化的热塑性锻造窗口,利用等温锻造工艺锻造出无开裂的细晶粒盘坯.     

以铸代锻——电渣熔铸涡轮盘

某机组涡轮盘尺寸较大,采用 GH36合金要在大型锻压设备上锻造毛坯。大钢锭内部偏析引起锻件的带状组织及点偏析对涡轮盘质量是个问题。而且由于锻压设备条件限制,变形不均匀,锻件的低倍组织和性能均匀性也不好。为了满足该机组涡轮盘的性能要求,选用 GH     

难变形高温合金的大型燃气轮机涡轮盘锻造技术

引进大型舰用燃气轮机的制造技术后,需要尽快实现整机国产化,而首要的任务便是材料国产化,其中核心部件高温合金涡轮盘的国产化是材料国产化中的重要部分.随着燃气轮机不断向大型化的方向发展,通常舰船动力用燃气轮机涡轮盘已达到φ1200mm,地面燃气轮机则超过φ2000mm.     

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。     

热等静压使整铸小涡轮盘的寿命提高10倍

波音727、737和DC—9飞机发动机的辅助动力装置GTCP—85的涡轮盘,最初是美国加勒特公司用锻造方法生产的。由于该零件外形复杂及其叶片向后弯曲,制造费用高,寿命低。后来,美国工业材料工艺公司选用低碳高温合金lnconel713LC进行熔模整体精铸。涡轮盘的尺寸接近成品件,仅连接部分需切削加工,重量为10.4公斤。     

热模锻造+直接时效粉末高温合金的强化机制

对涡轮盘用镍基粉末高温合金FGH 4096进行了热模锻造+直接时效处理,探索细化粉末高温合金毛坯组织的工艺及相关增强机制.结果表明:在不降低延伸率的前提下,直接时效处理对于热模锻造后的合金具有明显的强化作用,并且以多方向变形配合直接时效的强化效果最为显著.按多方向热模锻造+直接时效工艺,可使FGH 4096合金的组织显著细化,平均晶粒尺寸达6μm,γ′相析出尺寸达80 nm.OM,SEM和TEM观察表明,除多方向大变形可直接破碎晶粒、细化晶粒外,反复再结晶也是细化晶粒的有效途径;同时,洁净的再结晶晶界完全取代了原始粉末颗粒边界.直接时效处理后保留了多方向变形产生的位错缠结,并且获得更为细小的γ′相.热模锻造+直接时效处理后合金所表现出来的超高强度主要源自于细晶强化、晶界强化、形变强化和γ′相强化的综合作用.     

一种高性能航空涡轮盘用铸锻合金的研究进展

针对航空涡轮盘用先进铸锻变形高温合金热加工难、承温能力低于680℃(630 MPa,1000 h持久寿命)、难以满足现代航空发动机设计需求等不足,提出了优化析出强化相成分和引入微孪晶以提高合金中温区(合金服役温区)强度、同时减弱析出相高温强化效果和固溶温度以降低合金高温区(合金加工温区)强度的理念,设计并制备出系列Ni-Co基铸锻高温合金(TMW合金).设计合金盘坯(直径440 mm,厚65 mm)的制备和性能测试表明,TMW合金可在常规熔铸和锻造设备上热加工制备,承温能力超过700℃,比目前最强的商用铸锻涡轮盘合金U720Li提高了50℃以上.从TMW合金的设计思想、成分特点、锻造加工性、组织控制、性能特征和变形强化机理等方面,简要介绍了这种高性能铸锻变形高温合金的主要研究进展.     

一级涡轮盘锻造开裂原因分析

根据GH4 133B高温材料试验结果 ,应用数值模拟技术对高温合金一级涡轮盘锤锻工艺进行了数值模拟 ,模拟结果揭示出 :初锻温度较低、锤的间隔时间和运料时间较长可能是引起开裂的重要原因。根据对开裂原因的分析 ,提出了避免开裂的工艺方案。后续的数值模拟工作和锻造实验证明 ,应用改进的方案可以制造出合格的高温合金涡轮盘锻件     

大规格铌钨合金棒材锻造工艺研究

研究了不同锻造工艺对新型铌合金Nb-W-Mo-Zr棒材的组织和力学性能的影响.结果表明,对于小规格φ63mm Nb-W-Mo-Zr铌合金棒材,采用摔锻拔长即可满足要求;而对于大规格φ77 mm Nb-W-Mo-Zr铌合金棒材,通过改变锻造方式,采用两次镦粗+拔长工艺可以使得φ77mm的棒材达到与φ63 mm棒材摔锻拔长工艺相当的组织和室温力学性能.     

GH4169合金涡轮盘热模锻工艺的优化研究

在GH4169合金涡轮盘的实际生产中存在不同程度的组织不均匀性和折叠等缺陷,从而降低了涡轮盘的使用性能。文章将GH4169合金的热加工图以及动态再结晶模型和晶粒长大模型与有限元结合,同时采用Kumar模型描述GH4169合金的本构关系,预测了某GH4169合金涡轮盘热模锻造过程中功率耗散因子η和组织的分布,以及塑性失稳区的位置,预测结果与实际结果一致。运用正交设计试验方法分析了各工艺参数对终锻温度和涡轮盘内组织分布均匀性的影响。     

GH36合金大型涡轮盘锻件的制造

介绍了GH36合金大型涡轮盘锻件的生产工艺。生产结果表明,采用“电弧炉-电渣重熔”双联工艺,电渣重熔后的化学成分合格率达100%;再经过适当的锻造和热处理可以生产出合格的涡轮盘锻件产品。     

700℃先进超超临界汽轮机转子用617合金锻造工艺研究

先进超超临界汽轮机转子用617合金变形抗力大且无法通过锻后热处理达到细化晶粒,因此要生产满足产品性能要求的锻件就需要合理的锻造工艺参数。通过对617合金的锻造工艺性能、动态再结晶以及晶粒长大趋势等进行试验研究,确定了617合金锻造的始锻温度为1180~1200℃、终锻温度为950~1000℃。根据所确定的工艺方案成功地进行了617合金电渣重熔铸锭的水压机锻造试制,试制锻件表面无裂纹、内部组织均匀,各项力学性能检测结果均符合产品技术要求,验证了617合金锻造工艺参数的有效性。