TC17合金整体叶盘等温锻造过程数值模拟及工艺参数影响

采用二维有限元模拟软件Deform-2D对TC17钛合金整体叶盘锻件的等温β模锻过程进行数值模拟,分析了整体叶盘不同部位的应变场。根据有限元模拟结果对TC17钛合金整体叶盘锻件的荒坯尺寸及工艺参数进行优化,并进行了TC17钛合金等温锻造成形工艺试验。试验结果表明,等温β模锻工艺可使TC17钛合金组织中粗大原始β相晶粒得到充分的形变,晶界析出弯曲、断续的细小α相,晶内析出交错、细小的次生α相,呈现理想的网篮组织;当应变达到0.75时,可使得整体叶盘锻件的强度、塑性及断裂韧性实现理想匹配。     

β热模锻TC17钛合金整体叶盘的显微组织与力学性能

采用β热模锻工艺生产了某型号航空发动机压气机用TC17钛合金整体叶盘,分析了整体叶盘的显微组织并测试了力学性能。结果表明,β热模锻工艺生产的整体叶盘具有典型的网篮组织,原始β晶粒沿变形方向拉长,无明显再结晶;晶界α相呈弯折断续分布,晶内针状α相呈网篮状编织。这种网篮组织的TC17钛合金β锻造整体叶盘具有较优的综合力学性能,室温拉伸、高温拉伸、蠕变、断裂韧性和高周疲劳性能均符合设计要求,且有较大的富裕量。     

Ti60钛合金整体叶盘用锻坯的改进北大核心CSCD

为了降低Ti60钛合金整体叶盘锻件的探伤杂波,对锻坯用原材料Ti60钛合金进行改锻,并采用等温锻造成形方法对Ti60钛合金整体叶盘锻件进行了试制验证。试制结果表明:改锻可以提高中间坯的组织均匀性,降低杂波水平。锻坯在变形温度为(T_(β)-40)℃、变形速率为1.5~0.2 mm·s^(-1)、等效应变为0.3~1.2的条件控制下,获得了理想的双态组织、优异的高温力学性能。在变形温度为600℃、应力为310 MPa的条件下,试样持久时间可达388 h;在600℃的高温下保温20 min后,拉伸试样的抗拉强度为677 MPa、屈服强度为557 MPa、伸长率为15%、断面收缩率为40%,并按HB/Z 37—1982水浸探伤要求进行测试,杂波水平为Φ0.8-12.0 dB,满足某型号Ti60钛合金整体叶盘模锻件验收标准要求。     

优质TC17钛合金压气机盘β热模锻工艺研究

采用β热模锻造工艺成功地锻出了优质TC17压气机盘等锻件,并介绍了工艺过程,以及锻件的组织和性能.     

TC17钛合金惯性摩擦焊接头组织特征分析

TC17是一种α β型钛合金,主要用于制造航空发动机整体叶盘、转子和大截面锻件.采用惯性摩擦焊工艺制造航空发动机压气机整体转子能够减少零件数量并有效地提高结构刚度.主要分析TC17惯性摩擦焊接头区组织特征,结果表明:接头组织为细晶区、变形晶区和热影响区,晶粒内部为残留的亚稳定β'相;焊接接头时效热处理后晶粒内部为细小的层片束初生α相、短小的次生α相和β相.     

TC25G钛合金整体叶盘锻件的组织和力学性能研究

研究了TC25G钛合金两相区等温锻造整体叶盘的组织分布和力学性能。结果表明:锻件能顺利成形,应变分布基本均匀,没有缺陷产生。整体叶盘各部位组织均匀,呈现等轴α与片状α的双态组织形貌,初生等轴α含量约为10%,片状α相均匀地分布在β转变基体上,受两相区变形影响,α相晶界不连续,呈弯折、断裂状,可观察到部分再结晶β晶粒。TC25G钛合金整体叶盘力学性能优异,盘件各部位力学性能均满足要求,而且拉伸性能、断裂韧性、高周疲劳性能均具有较大的富余量。     

β锻造参数对TC17钛合金组织性能的影响

基于TC17合金β跨相区锻造试验,研究了始锻温度、变形程度、锻后冷却方式对TC17钛合金组织和性能的影响。试验表明:TC17钛合金的显微组织演变和室温力学性能对于β锻造参数表现出不同程度的敏感性;随着始锻温度的升高,晶粒细化程度增大,不同的始锻温度可显著影响合金的强度;通过增大合金的变形程度可显著改善组织中的残留魏氏组织,进而对强度产生较大影响,合金内部粗晶组织的变形不均匀化进一步增强;锻后冷却方式为缓冷时,晶内次生α相长度增加,可有效提高合金的断裂韧性。在始锻温度为918℃、变形程度为60%、锻后冷却方式为缓冷的条件下,TC17钛合金的室温力学性能匹配较佳。     

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。     

Microstructure Homogeneity Evaluation for TC11 Blisk Forging Using Loss Function Based on Taguchi Method

整体叶盘能够显著提高航空发动机性能。整体叶盘的质量是其在航空发动机中推广应用的重要因素。而组织均匀性是影响整体叶盘内在质量的关键因素之一。本文应用锻件内热力参数均匀性建立了基于Taguchi方法的损失函数,探索整体叶盘组织均匀性数值评价方法。应用所建立的损失函数以及TC11合金整体叶盘的锻造过程有限元数值模拟结果,对TC11合金整体叶盘组织均匀性进行了数值评价,并进行了实验验证。     

TG6合金等温变形条件下组织演变与性能的研究

采用不同的等温锻造火次和相同的总变形量,改变TG6合金锻件的加热时间和每火次变形量,对该合金等温锻件的显微组织演化与拉伸性能进行研究。结果表明：随等温锻造火次增多,组织中初生α相含量增多,片状次生α相长度和亚β晶粒尺寸先减小后增大,而片状α相的厚度递增。室温和高温拉伸强度随锻造火次的增加呈现先减少后增加的趋势,塑性则先增加后减小。1火次成形时变形量较大,锻件产生温升造成组织中初生α相较少,同时较多且细长的次生α相增加了该锻件的拉伸强度。3火次成形时由于合金中各相再结晶程度不同,使组织中亚β晶界处产生较多细小等轴α相,该相增加了锻件的塑性。5火次锻造时,锻件加热时间较长,造成组织中α相的聚集长大。TG6合金等温锻造多火次成形时,每火次变形量存在一临界范围,处于该范围内每火次锻后空冷时合金发生部分再结晶,形成较为细小的等轴α相,阻碍亚β晶界的迁移,致使亚β晶粒尺寸较小,同时也造成组织中等轴α相尺寸的不均匀     

Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金等温多向自由锻组织性能研究

针对高强铝合金在多向自由锻造过程中存在热锻开裂严重及组织不均匀等问题,采用不同锻造工艺对新型Al-ZnMg-Cu高强铝合金进行等温多向锻造实验研究。并对经固溶时效热处理后的厚板锻件试样进行了组织观察与力学性能测试。分析对比了采用不同的变形温度、变形方式和锻比等工艺参数对该合金厚板锻件组织和性能的影响。结果表明:在总锻比达到11~12的条件下,采用420℃高温大变形动态再结晶和380℃低温大变形静态再结晶的成形工序均可细化锻件晶粒组织,在保持锻件较高强度性能的基础上,可以改善其塑韧性,并且可以适当减少制坯工序、缩短工艺流程和提高生产效率。     

等温锻工艺对Ti-1023合金锻件晶粒度及热处理组织与性能的影响

本文介绍了Ｔｉ－１０２３（Ｔｉ－１０Ｖ－２Ｆｅ－３Ａｌ）合金闭式等温锻利用回归正交试验方法安排试验，考察了不同的变形温度、变形程度、保压时间对锻件锻后晶粒度和热处理组织的影响，发现Ｔｉ－１０２３合金等温闭式模锻条件下，随着变形温度增高和变形程度的增大，以及一定的保压时间，由于动态再结晶的作用，锻坯在变形过程中发生晶界迁移和晶粒重构的过程，使初始的晶界随着这一过程逐渐消失，为随后的热处理（固溶＋时效）创造了极佳的条件。从而可得到β基体上均匀分布的细小球化的α相组织，保证了锻件具有良好的综合性能。     

TC14钛合金大型机匣采用等温锻造生产小余量锻件

TC14钛合金机匣是一个难度极高的锻件,采用等温锻造工艺,将半个机匣作为一个整体锻件进行锻造取得了成功.本文介绍了用模拟法研究锻件的成形,以及等温锻造工艺、热处理工艺对锻件组织、性能的影响.介绍了等温锻造的整体机匣的高低倍组织与力学性能.     

激光烧结/等温锻造TC17粉末钛合金的组织与性能

采用激光烧结(LS)+等温锻造复合工艺制各出优质粉末TC17钛合金材料,并研究了工艺过程对合金组织性能的影响.结果表明:激光烧结后的TC17合金微观组织主要由粗大β柱状晶粒组成;经相变点上、下等温锻造及热处理后,激光烧结的魏氏组织能够被有效地破碎,显微组织主要由条状和细小等轴a相组成;仅经相变点以下等温锻造及热处理后,合金组织主要由细小等轴a相组成,但由于变形不均,仍存在有少量的原始β晶粒边界.经过等温锻造、熟处理后,激光烧结合金的室温强度变化不大,但塑性大大提高,强度和塑性得到了良好地匹配.     

热力参数对Ti-17合金等温锻件显微组织和力学性能的影响

研究了富β相的α+β钛合金Ti-17,毛坯的原始状态(如组织形态、晶粒大小、均匀性)、热加工工艺路线、热处理制度及工艺参数对等温模锻件最终显微组织和力学性能的影响.结果表明,Ti-17合金等温锻造之前的自由锻预制毛坯对锻件的显微组织、力学性能有明显影响,直接采用晶粒较大的原始棒材在β相区等温锻造,锻件高倍组织中的α相呈鱼骨状,各项力学性能均较差;经自由锻预制坯的等温锻件显微组织细小而均匀,在两相区锻造时,获得细小均匀的等轴α组织;在β相区锻造时,获得细小均匀的网篮状α组织,各项力学性能满足要求.     

TiAl合金锻造工艺试验与验证

通过对一种TiAl合金进行普通锻、等温锻成形试验,以及等温锻不同变形速率、不同变形温度对组织的影响试验研究,初步确定了TiAl合金的热加工工艺参数,实现了一种TiAl合金等温锻造成形,为合金在新型航空发动机上工程应用时结构设计和工艺参数的选择奠定了技术基础。     

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.     

TB6钛合金等温锻后热处理工艺研究

采用等温锻压机对TB6钛合金方棒进行等温锻造,锻造完成后对锻件进行水淬和空冷2种不同方式的冷却,再对水淬的锻件进行时效处理,空冷的锻件进行固溶+时效处理。研究了等温锻后热处理工艺对TB6钛合金组织和力学性能的影响。结果表明,等温锻后水淬,α相尺寸较小,等温锻后空冷,α相尺寸较大;水淬后β基体上无感生α相,空冷后β基体上有感生α相形成;水淬+时效后析出的次生α相比空冷再经固溶+时效后析出的次生α相更加混乱。TB6钛合金经等温锻后水淬+时效处理,其强度和塑性与等温锻后空冷至室温再进行固溶+时效的水平相当,且平面应变断裂韧度更高。     

飞机用大型TC4钛合金锻件锻造工艺初探

依据宝鸡钛业股份有限公司现有的装备和工艺水平,以及对同规格TC4锻坯探伤摸底,用45^#钢进行了预锻工艺试验,拟订了飞机用大型TC4合金锻件生产工艺,并用该工艺试制了飞机用TC4合金挂架。结果表明,用本实验工艺锻制的TC4合金锻件,其组织较横向差异很小,均为等轴的d＋B转组织;力学性能指标完全满足技术条件要求;探伤检查除380mm×82mm大截面端面附近杂波达到φ1．2mm-9dB,其它区域均达到φ1．2mm-15dB,满足φ1．2mm-9dB的技术要求。采用本实验工艺共生产了3批次41件,均达到技术要求。     

不同等温锻TA15钛合金试验件的组织与力学性能研究

研究了不同等温锻工艺对TA15等温锻试验件组织和力学性能的影响规律。结果表明,先采用950℃等温锻造、空冷,然后再进行975℃等温锻、快冷工艺,试验件中初生α相含量约15%,且还有细小的β转变基体和薄片状α此种组织在不降低塑性下具有较高的室温和高温强度,横、纵向性能相差也较小,完全满足锻件要求,故选用该工艺作为等温锻工艺。