电弧离子镀Cr-CrN-Cr-CrAlN多层膜热冲击性能研究

为进一步提升航空发动机压气机钛合金部件的服役性能,采用电弧离子镀技术在TC4钛合金表面制备抗砂粒冲蚀Cr-CrN-Cr-CrAlN多层膜。经不同温度热冲击试验后,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、洛氏硬度计及砂粒冲蚀试验仪分析检测了多层膜的表截面形貌、硬度、结合强度和抗砂粒冲蚀性能等。结果表明:随热冲击温度的升高,多层膜的氧化程度逐级增加,当热冲击温度升至900℃后,多层膜已明显氧化和出现分层剥落;同样地,多层膜的显微硬度和结合强也随着热冲击温度的升高而降低,硬度由热冲击前的3658 HV降低至经900℃冲击后的1930 HV,结合强度则由热冲击前的HF1级降低至经900℃热冲击后的HF4级;在700℃以内,随着热冲击温度的升高多层膜的冲蚀速率上升缓慢,表明膜层的防护作用显著;而经900℃热冲击后,多层膜样品30和90°攻角下的冲蚀速率由冲击前的0.28、0.65μm·g^(-1)分别增大至4.05、5.00μm·g^(-1),表明膜层已失去防护作用。因此,Cr-CrN-Cr-CrAlN多层膜在700℃以内具有冲蚀防护效果,而900℃热冲击后已无抗冲蚀防护性能。     

发动机皮碗裂纹分析

发动机在外场出现停车后进、排气口大量泄漏滑油故障,减速器机匣中的皮碗从机匣孔中脱出并且开裂。通过运用宏观观察、断口分析、剥离试验和红外测试等手段对皮碗开裂原因进行分析,确定皮碗的开裂性质为疲劳裂纹。结合皮碗中氟橡胶与金属骨架的粘结工艺,判定皮碗中氟橡胶与金属骨架粘结不良是造成皮碗开裂的主要原因。依据氟橡胶与金属骨架的粘结机理和主要影响因素,探寻提高夹金属骨架皮碗密封性能的改进方法与预防措施。     

航空发动机转子叶片排序策略与静平衡技术

对组合发动机转子叶片进行平衡可有效地减少振动,平衡前对叶片的静质量矩进行优化排序可最大限度地减少不平衡量。选取国内外航空发动机转子叶片常用的三种排序方法进行比较,用某发动机转子叶片盘进行平衡试验,并对试验结果进行计算验证,找出最优的排序方法并总结排序规律,同时可对转子静平衡配平技术进行推广。     

Si 元素对 CoCrAlY 涂层组织及性能的影响

在GH907基体上制备了三种不同Si含量的CoCrAlY合金涂层,对800℃涂层耐75%Na_2SO_4+25%NaCl熔盐腐蚀性能进行了测试分析,研究了1050℃下,Si元素对涂层抗氧化性能的影响,测定了不同Si含量涂层的抗热震性能。对实验条件下涂层的氧化产物、腐蚀产物及显微形貌进行了测定分析。研究结果表明:Si元素在高温下通过促使涂层表面Al_2O_3膜的形成提高涂层抗高温氧化及抗热盐腐蚀性能,但是过高的Si含量使涂层表面氧化膜破裂,使抗高温氧化性能下降。     

等离子喷涂-物理气相沉积稀土高温功能涂层研究进展

稀土素有工业“维生素”之称,是重要的战略性物资,其在改进材料性能,尤其是高温功能涂层性能方面有着不可替代的作用.等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)技术通过粉末材料和工艺调整,可实现材料的气、液、固多相沉积,从而获得不同结构的功能涂层,如柱状热障涂层、高致密电解质薄层等,是当前表面工程的研究热点.总结了广东省新材料研究在稀土高温功能涂层材料以及采用PS-PVD沉积热障涂层、环境障涂层、混合导体透氧膜等方面的研究进展,指出稀土高温功能涂层材料在高端武器装备、新能源等中的重要性,强调我国应该加强精加工、投入开发高品质稀土高温功能涂层材料.     

加压内冷却方法在高温合金磨削中的应用

针对镍基高温合金在磨削加工中大量磨削热的冷却问题,提出采用加压内冷却与断续磨削结合的冷却方法,实现磨削过程中充分冷却磨削弧区高温的目的。设计制备磨粒有序排布的加压内冷却砂轮,采用Fluent有限元软件建立砂轮磨削GH4169高温合金的温度场模型,模拟分析砂轮转速和冷却液压力对砂轮散热性能的影响。开展加压内冷却砂轮磨削GH4169实验研究,分别对磨削温度、表面粗糙度以及表面微观形貌进行对比和分析。结果表明：在相同的磨削参数条件下,相对外冷却方式,内冷却方式能获得更优良的加工表面质量,磨削温度和表面粗糙度均明显降低;在其他磨削参数相同时,冷却液压力越大,磨削温度越低且表面粗糙度越小,表面形貌更加规则、完整。     

0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢静子叶片热处理工艺模拟

基于实测的0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢的基础参数,采用热处理工艺仿真软件对0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢压气机静子叶片进行了加热和冷却过程的数值模拟。揭示了静子叶片热处理过程中的三维温度场、组织场和应力应变分布随时间的变化。对残余应力的模拟结果和实测结果进行了对比。结果表明：数值模拟能较准确地预测淬火后0Cr16Ni5Mo1钢静子叶片残余应力的变化趋势,但预测应力大小的准确度仍有待提高。     

玩具汽车前保险杠及楔块组合注塑模设计

针对保时捷911玩具汽车前保险杠和左、右楔块的结构特征,进行了产品成型工艺分析与模具排位设计。根据产品的尺寸结构特征、质量及使用要求,模具采用单分型面、推杆推出以及潜伏式浇口进料注射的总体结构,重点介绍了模具核心元件的结构设计以及浇注系统、冷却系统、推出机构结构形式的选择。通过试模检验,塑件外观光滑、美观,模具动作灵活、可靠。     

3D打印燃气轮机天然气喷嘴的流场仿真分析

开展3D打印天然气喷嘴流场仿真研究,为小型化燃气轮机控制技术的提升奠定基础。利用Solidworks、ANSYS ICEM CFD软件进行3D打印天然气喷嘴模型建模和网格划分,基于FLUENT仿真完成不同压力工况下稳态天然气喷射流场的数值模拟计算。在天然气喷嘴外流场中形成的几何回流区会随着供气压强的增大而消失,中心回流区会随着工况压力的增大而逐渐向下游区域移动;天然气喷嘴的体积流量会先随着供气压强的增大而增大,供气压强大于0.15 MPa时体积流量逐渐饱和趋于平缓;质量流量随着压力工况的增大而呈线性增大;在距离喷嘴出口70mm处的不同压强工况下的不均匀度小于0.37。从仿真上研究天然气的分布以及气流的流动特性为3D打印喷嘴安全稳定运行及合理组织流场提供参考依据,为3D打印技术在燃气轮机制造中的应用提供了理论基础。     

燃气涡轮起动机减速器离合器弹簧断裂分析

燃气涡轮起动机在返厂大修试车后检查发现减速器超越离合器的弹簧有3处断裂。为分析弹簧断裂的原因,对故障件进行外观形貌与裂纹检查、电镜观察、样件对比和金相组织检查,并通过建模对弹簧U形弯出现挤压尖角时应力集中系数进行分析,得出结论:弹簧断裂的失效模式是过载断裂,弹簧断裂的原因是弹簧冲压模具R转接处过渡不良、模具调整定位不准确、冲压工艺存在受力不均造成弹簧冲压成型时R转接外圆处产生原始裂纹损伤,在后续磨合试车中应力作用下发生过载断裂。通过对离合器的组成和原理分析,对弹簧断裂造成的危害性进行深入分析,明确了处置措施,有效地解决了弹簧断裂故障。