高性能涡轮盘材料GH4065及其先进制备技术研究

在对一系列高合金化模型合金进行系统比选研究的基础上,发展了新型的GH4065变形高温合金,该合金化学成分与René88 DT合金类似,并针对铸锻制备工艺的要求进一步实施了优化.研制结果表明,应用三联低偏析熔铸和多重循环热机械处理等新型技术生产的GH4065合金,适用于制备先进航空发动机关键热端转动部件,综合性能完全满足高压压气机盘和低压涡轮盘的工况要求,必要时可以作为高压涡轮盘的高可靠性、低成本解决方案.随着变形高温合金材料和制备工艺的发展,应用铸锻工艺制备的高性能涡轮盘材料能够满足先进航空发动机的技术要求.     

航空发动机高压涡轮盘辐板裂纹分析

航空发动机高压涡轮盘在外场使用后大修时,荧光检查发现后封严臂根部有裂纹显示。裂纹位于涡轮盘辐板与后封严臂转接R处,沿圆周分布,宏观上不连续。为查明涡轮盘产生裂纹的原因,本文对故障件的外观尺寸进行了检查,对开裂涡轮盘的化学成分和力学性能进行了测试,对断口进行了宏观和微观观察,并对涡轮盘裂纹处进行了应力分析和疲劳寿命评估以及实物件模拟试验,实现了故障再现。试验和分析结果表明,涡轮盘辐板与后封严臂转接R处的裂纹性质为低周疲劳裂纹,该位置的应力过大是裂纹形成的主要原因。     

发动机高压涡轮转子卡滞分析

发动机地面起动时高压涡轮转子卡滞,通过对该发动机卡滞物及正面环喷管断口的失效分析认为,卡滞原因是由于正面环喷管平面与正面环的球面组合时有不同程度的间隙,在间隙大的部位采用搭桥焊接,焊点细腰部位产生横向收缩裂纹,在校正喷管角度时应力过大,裂纹扩展直至断裂,在工作过程中当3个焊点全部断裂时,正面环喷管脱落并卡滞在高压涡轮工作叶片之间,导致转子卡滞。通过改进焊接工艺,取消校正工艺,加强焊后检查,能有效预防正面环喷管脱落而导致的高压转子卡滞故障。     

某发动机高压二级涡轮叶片断裂失效分析

某发动机在试车时高压二级涡轮叶片全部断裂.本文对叶片断口特征、高压二级涡轮外环内壁的损伤情况进行了观察,对叶片的显微组织进行了检查,分析了断裂性质和形成原因.结果表明,高压二级涡轮叶片的断裂为过载断裂,叶片的断裂与材质或加工无关.叶片的断裂是由于叶片与涡轮外环发生了严重摩擦所致.导致叶片与外环发生严重摩擦的原因可能是叶片承受了短时超温,导致叶片发生高温伸长.同时,短时超温导致的叶片高温强度下降对断裂也起到了一定的促进作用.     

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。     

涡轮盘榫槽裂纹失效分析及喷丸强化改进

对航空发动机涡轮盘服役后产生的榫槽裂纹进行失效分析,并通过喷丸强化改进。通过断口分析对故障涡轮盘进行失效原因确定;针对该种材料(GH2132)开展喷丸强化工艺试验,并在表面残余压应力、高温疲劳寿命及断口和显微组织等方面进行分析。结果表明故障涡轮盘属于疲劳断裂,疲劳裂纹并不是材料本身原因引起的,而是与应力集中和加工过程有关;实施表面喷丸强化工艺后,形成很高的表面残余压应力,高温疲劳寿命较喷丸前提高1～2个数量级,断口分析显示为单一疲劳源,显微组织显示晶粒明显细化。即涡轮盘榫槽裂纹为表面加工缺陷引起的疲劳断裂;喷丸强化则能够提高其高温疲劳强度极限,而喷丸强化层内的残余压应力和精细的亚晶粒是提高疲劳强度的主要因素。     

矢志航空特种锻造的技术创新与产业发展

<正>涡轮盘作为发动机核心热端部件,直接决定航空发动机的推重比。飞机超音速巡航时涡轮盘在超高温条件下转速高达20000r/min以上,严苛的超高温和超高转速服役环境要求涡轮盘必须具备卓越的微观结构和力学性能。围绕重大发动机型号对复杂形状、超高温度、超快转速的涡轮盘装机需求,针对高温合金稳定塑性流变、充分均匀细化、显著结构梯度化制造难题,     

TiAl合金增压涡轮断裂分析

某TiAl合金增压器涡轮在超速试验转速达8.6×104r/min时发生断裂失效。通过对失效的TiAl合金增压涡轮及涡轮叶片断口进行宏、微观观察及分析,以确定其失效原因。结果表明：涡轮和涡轮叶片断口的断裂特征主要由沿层断裂及穿层断裂组成;涡轮断裂是从增压器涡轮和涡轮轴颈相连接的圆弧过渡区域处的铸造疏松起源并发生断裂;涡轮断裂失效与层取向、铸造缺陷、圆弧过渡及离心力有关。     

双合金焊接盘的水浸超声检测

为及时发现双合金焊接盘扩散焊缝区的缺陷,本文以某型航空发动机涡轮盘为研究对象,采用水浸超声技术对其进行检测。在检测前需准确测量声速,并监控焊缝区位置的超声回波幅度,可及时发现焊接质量不良区域。通过制作适当的对比试块进行试验,得出了双合金焊接盘的超声检测影响因素及最佳检测参数。结果表明：超声检测技术易发现双合金焊接盘扩散层部位平行于焊缝的面积型缺陷,且检测探头频率、晶片尺寸、入射角度、焦距等均影响检测结果。     

基于UG有限元模型的航空发动机高压涡轮盘蠕变寿命计算

利用UG软件建立航空发动机高压涡轮盘有限元模型,并用ANSYS软件进行了网格划分。对构件各状态下的应力、温度场进行计算分析,从而确定危险部位。根据热强参数方程,计算高压涡轮盘在不同工作状态下的蠕变寿命,从而得到其蠕变寿命载荷谱。对高压涡轮盘蠕变寿命载荷谱进行提取,并以蠕变寿命消耗线性叠加原理为基础,对高压涡轮盘的蠕变寿命进行等效计算。研究结论为高压涡轮盘蠕变寿命预测提供了依据。     

高韧高硬高速钢的研究

研制开发了一种碳化物尺寸甚小、硬度高于HRC67的高韧高硬高速钢,即25W3Mo4Cr2V7Co5钢。其锻造性能远优于传统高速钢,热处理工艺仅略复杂于传统高速钢。用化学分析法、金相分析法、X射线结构分析法以及表面硬度和显微硬度测定法研究了渗碳温度和时间、淬火加热温度以及回火温度和次数对其渗层的碳浓度分布、金相组织、相组成、层深、表面硬度和硬度梯度的影响规律。结果表明,25W3Mo4Cr2V7Co5钢的共晶碳化物尺寸细小(其平均尺寸约为2～4μm,最大尺寸仅约为8μm,仅及超硬高速钢M42的1/3～1/2);经最佳渗碳规范处理后,其碳化物平均尺寸仅为4～6μm(最大尺寸仅为10μm),其硬度可达M42的硬度水平,即HRC67～70。     

高碳高钒系高速钢耐磨材料的现状与发展

阐述了新型高碳高钒高速钢的设计思想,重点论述了高碳高钒系高速钢组织形态、热处理工艺、变质处理对其耐磨性能的影响,总结了二次硬化相碳化钒形态分布、基体组织硬度是材料耐磨性能的关键;而组织-热处理工艺-变质处理-材料耐磨性能的内在变化规律还有待进一步深入研究,尤其是在高载荷下的变化规律更符合实际生产,有利于新型高速钢及早投入实际生产.     

高强塑性高锰钢的研究进展

综述高强塑性高锰钢的研究进展.通过探讨汽车用高锰钢发展的背景、典型成分体系、变形机制、制造工艺与关键技术,初步展望了该领域的发展前景.     

高碳高速钢的变质处理

采用不同剂量的钒铁对轧辊用高速钢进行变质处理，研究了钒变质对高速钢组织和性能的影响。结果表明，经过钒铁变质处理，高速钢组织中的碳化物网被打断，经过热处理后，碳化物进一步球化，分布更均匀。变质处理使高速钢的韧性得以明显提高。钒铁变质对组织和性能的改善作用在其加入量为1．0％附近时效果较好。     

高应力作用下高钼高速钢能量吸收行为的研究

研究了含钼10%的高速钢(Mo10)能量吸收与应力、压缩次数的关系,对试样压缩前后进行了XRD及SEM检测分析,并对Mo10高速钢中基体及M2C碳化物进行了微米压痕实验。结果表明:Mo10高速钢随应力的增大,吸收的能量值呈二次曲线形式增加,随着压缩次数的增加,试样吸收的能量逐步减少;SEM检测结果表明,应力作用下裂纹容易在基体上产生;微米压痕实验表明随载荷增大基体的硬度增大,产生加工硬化;M2C碳化物在载荷为1 300 mN时会出现加工软化,能贮存更高弹性应变能。     

高成形性高功能不锈钢

随着不锈钢体系的不断发展 ,当前已出现了通用不锈钢与特殊功能不锈钢两大类不锈钢的两极分化趋势。高成形加工性也是一个典型的功能 ,但由于应用领域之不同住友金属工业公司开发成功具有各种突出功能特性的不锈钢新钢种 :( 1 )弹簧用ＮＡＲ 40 32Ｄ Ｑ是一种比常规ＳＵＳ30 1硬质弹簧不锈钢还便宜的弹簧材料 ,其化学成分是 0 .1 3%Ｃ 1 3%Ｃｒ ,须采取特殊热处理。在屈服强度 1 0 0 0Ｎ/ｍｍ2 的水平下可确保 8%的延伸率 ,而且加工各向异性极小。适用于电子机器用的板簧、汽车的密封垫片等。 ( 2 )通用高成形性不锈钢ＮＡＲ 430Ｓ ,化学成…     

高强高韧损伤容限型钛合金TC21研制

介绍了西北有色金属研究院新研制的高强高韧损伤容限钛合金TC21的情况。合金经实验室、中试及工业规模3个周期的深入研究，其各种力学性能稳定，具有良好的强度、塑性、断裂韧性、裂纹扩展速率的匹配，是1种非常有应用前景的高强高韧损伤容限型结构钛合金。     

高温快速铝阳极氧化的研究

在保证铝阳极氧化膜质量的前提下，初步研究氧化膜的快速生成的可行性。主要从化学参数（槽液组成、添加剂的影响）和物理参数（槽液温度、电流密度）影响入手，研究在不同电流密度下氧化膜的封孔性能。     

高强度高细篦板的研制

在水泥机械生产中 ,正确选择球磨机篦板材质 ,特别是高细磨上使用的篦板材质是一项重要工作。篦板长一般在 1m左右 ,篦缝较窄 ,宽度仅 4～ 6mm ,其特殊结构要求该篦板必须有较高的硬度和抗冲击性。传统的球磨机篦板 ,普遍使用ZGMn1 3,尽管该种材质具有优良的抗冲击能力和特殊的加工硬化能力 ,但抗磨擦磨损能力差 ,特别是在冲击力不很大的工况条件下。为了改善高锰钢的耐磨性 ,经合金强化后的高锰合金钢如 :ZGMn1 3Cr2、ZGMn1 3Cr2Mo等材质 ,其耐磨性比高锰钢有所提高 ,但并没有质的变化。我厂在 1 987年研制出一种合金钢ZG42Cr2Si Mn…     

铰链式六面砧高压高温装置

超高压高温包括超高压高温的产生及其控制技术两大部分。国内外实践业已证明 ,人造金刚石科研、生产技术水平的高与低 ,和超高压高温技术的先进性是密切相关的。因此 ,人们一直将超高压高温技术的进步视为是提高人造金刚石科研、生产技术水平的一项十分重要的一项基础性任务。虽然 ,产生超高压高温装置的种类很多 ,但用于人造金刚石生产的装置有三种 ,即年轮式两面砧 (Ｂｅｌｔ)装置 ,双凹砧装置和铰链式六面砧装置 ,本文仅就我国用于人造金刚石生产的六面砧装置的技术特点及其进展做一概述。1　铰链式六面砧装置 (或压机 )的技术特点整个压…