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.     

GH901合金锻件晶粒级别与均匀性对探伤杂波及底波损失的影响

针对多批次GH901高温合金锻件探伤底波损失与杂波超标不合格的质量问题,开展了多次GH901合金锻造工艺试验,根据锻件不同位置的超声波探伤结果与对应位置晶粒组织进行分析,得出晶粒组织对GH901合金锻件超声波探伤底波损失与杂波的影响。研究结果表明,GH901合金锻件超声波探伤底波损失与晶粒组织的粗细及均匀性存在对应关系,晶粒越细则超声波探伤底波反射回波越高,杂波低;晶粒越粗则超声波探伤底波反射回波越低,杂波高,当合金锻件晶粒达到2级或更粗时,锻件探伤杂波超标;当GH901合金锻件各区域组织差异较大时,锻件探伤底波损失不合格。     

GH4698高温合金“U”形模锻件的锻造成形工艺研究

<正>本文从GH4698高温合金棒材复验情况、锻件设计、成形工艺参数控制、数值模拟、试制生产等方面,研究了GH4698高温合金“U”形模锻件成形的工艺路线,并对组织和力学性能进行了检测。结果表明,采用“U”形模锻件设计,大斜度冲头,成形时控制等效应变在0.6以上,是同类型GH4698高温合金模锻件获得组织均匀、力学性能达标的重要因素。     

热处理状态对GH4698合金盘件组织和蠕变性能影响研究

开展了GH4698盘件后续热处理对盘件显微组织和蠕变性能影响研究以及GH4698盘件标准热处理下750℃的全阶段蠕变行为研究。试验结果表明:GH4698盘件标准热处理后的显微组织由晶内两种尺寸的球状γ'相和碳化物组成。增加第四段热处理后,显微组织有所变化,晶内小γ'相尺寸有所增加,晶界γ'相贫化区的宽度明显减小,晶界颗粒状碳化物析出更加完善。四段热处理后对GH4698盘件在750℃/382 MPa下的蠕变极限有利。GH4698合金750℃全蠕变曲线以及俄原型机盘件蠕变性能对比表明,GH4698合金在750℃稳态蠕变阶段较短,盘锻件的显微组织和晶粒度的不均匀会造成蠕变性能较大波动,合理的蠕变性能验收条件应为700℃/412 MPa/100 h下残余应变≤0.2%。     

GH901合金涡轮轴锻造工艺改进

针对某航空发动机GH901合金涡轮轴锻件的粗晶、组织不均匀、超声波探伤杂波超标和最终性能不合格问题,对涡轮轴锻造工艺进行了研究.分析了新旧两种锻造工艺对锻件组织和性能的影响,认为,采用"改锻→拔长→镦头"的新变形工艺可以优化GH901合金涡轮轴锻件的组织和性能.通过工艺改进,产品合格率由原来的50%提高到了几乎100%.所生产锻件的组织、性能、超声波探伤等各项指标全部满足技术标准的要求,且已经过试车考核,装机使用.     

锻造变形与固溶处理对GH536合金锻件晶粒及硬度的影响

通过锻造变形量及固溶工艺参数的变化,研究了GH536合金锻件晶粒度及硬度的变化规律。试验结果表明：镦粗变形后,锻件晶粒尺寸有减小的趋势,但变形程度对锻件晶粒影响不大,锻件晶粒与变形前相当;固溶处理温度影响GH536合金锻件的晶粒尺寸及硬度,固溶保温时间对GH536合金锻件的晶粒及硬度影响不大。     

铸锻GH710合金组织与性能

对铸锻GH710合金组织和性能进行了研究。结果表明：锻造变形可以消除GH710合金棒材中枝晶组织．细化合金晶粒，提高合金高温持久性能。但具有严重枝晶组织的GH710合金棒材．在锻造变形及热处理后，合金中仍存在残余γ＋γ’共晶组织，它的存在影响合金高温持久性能的发挥。     

GH4169合金小余量小尺寸静子叶片锻造工艺及显微组织控制

针对GH4169合金叶片锻件粗晶、混晶等晶粒组织不合格问题,以某压气机小余量小尺寸静子叶片锻件为研究对象,首先分析锻件结构,确定锻造工艺路线,然后通过选取2种规格坯料、5个变形量、4个锻造温度来组成12组试验,探究变形量、锻造温度对组织的影响以及演化规律,同时对选取的保温时间、锻造火次的稳定性进行分析,得到合理锻造工艺参数。研究表明,变形量在35%~45%内可获得均匀的组织,但对晶粒度大小无明显影响;温度是影响晶粒度的主要因素,大于1000℃时叶身晶粒粗化现象明显,在990~1000℃之间叶身可获得细腻、均匀的组织;预锻时组织已成形稳定,终锻无明显变化,在选取的保温时间内组织稳定;在变形量40%及锻造温度990℃下获得的叶片锻件具有优良的综合力学性能及细晶组织,均高于标准要求。     

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。     

多火次锻造对GH4133A合金组织和性能的影响

为探索多火次不同变形量对GH4133A合金晶粒度与拉伸性能的变化规律,文章在1160℃下对GH4133A合金进行了每火次变形量10%和30%的多火次锻造,试验结果表明,采用每火次变形程度为10%进行多火次锻造对GH4133A合金细化效果不明显,采用每火次变形程度为30%进行多火次锻造对GH4133A合金晶粒细化效果显著,当进行30%变形的3火次锻造后组织最细小、均匀。但是拉伸性能并没有呈现出与晶粒细化一致的趋势。断口分析表明,随着锻造火次增加,晶界处有害相析出是限制细晶组织强度提高的直接原因。     

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。     

GH4169D高温合金锻件持久寿命的影响因素研究

对航空发动机GH4169D高温合金前置扩压器锻件的高温持久寿命和显微组织进行了评定,通过分析锻件本体和试环的力学性能与显微组织,研究了GH4169D高温合金锻件持久寿命的影响因素。结果表明,锻件的晶粒组织、热处理制度及析出相均为影响因素,且析出相η相的含量为主要影响因素,锻件中析出过多的η相会导致强化相γ′相析出不足,从而降低锻件的持久寿命。提高固溶热处理温度和固溶冷却速度,可在一定程度上抑制η相的析出,从而提高锻件的持久寿命。此外,锻造过程中应尽可能保证锻件晶粒组织均匀,避免出现混晶组织,否则也易导致锻件持久寿命不合格。     

镍基高温合金GH4698的热变形组织演变机理

采用热模拟等研究方法,对不同变形工艺条件下的GH4698热变形组织演变机理开展了研究。结果表明:高温低速变形有利于动态再结晶进行,材料发生完全动态再结晶的初始变形温度大于1150 ℃;从工程角度出发,合金初始变形温度推荐1200 ℃,采用低速变形原则(0.01~0.1 s^-1),为获得相对均匀的锻造组织,终锻温度应高于1050 ℃,锻造过程可多火次完成;经GJB 3782标准推荐多级热处理后,晶粒内部存在大量弥散分布的γ′纳米析出物,起到良好的析出强化作用。     

塑性垫在GH4169合金镦饼中的应用研究

GH4169合金的组织性能对温度、变形量等热加工工艺参数十分敏感,并且镦饼过程中端面不可避免地会存在变形死区。本试验是在镦饼时采用塑性垫,经过数值模拟、锻件生产及检测,锻件的超声波水浸检测结果、晶粒度及力学性能等均满足要求。     

GH4698高温合金变形中的流变行为及显微组织

在热模拟试验机上进行了高温压缩试验,研究了GH4698高温合金在不同变形温度(950~1200℃)和应变速率(0. 01~10 s^-1)条件下的流变行为,建立了基于流变曲线的本构方程及以动态材料模型为基础的热加工图。借助扫描电镜和背散射电子衍射技术(EBSD)对变形后试样进行组织分析。结果表明:GH4698高温合金流变应力随着变形温度的降低和应变速率的加快而逐渐增加。在变形温度为1000~1200℃、应变速率为0. 01~0. 05 s^-1的热变形条件下,GH4698高温合金具有较佳的热加工行为。在高、低功率耗散率区域中,随着功率耗散率值的增加,动态再结晶百分数均会增加,再结晶平均晶粒尺寸增大,大角度晶界分数增加。     

一种GH4169G合金的组织与蠕变行为

通过对等温锻造GH4169G合金进行直接时效处理、蠕变性能测试和组织形貌观察,研究了GH4169G合金的组织结构及蠕变行为。结果表明:经等温锻造和直接时效后,GH4169G合金晶粒具有不均匀特征,且在晶内存在孪晶,并有粒状δ相在晶内及沿晶界不连续析出,可改善晶界的结合强度。经不同条件蠕变性能测试后,根据稳态蠕变期间的应变速率,测定出合金在稳态期间的蠕变激活能和应力指数分别为Q=532.7 kJ/mol和n=12.1。合金在蠕变期间的变形特征是不同取向的孪晶变形和位错滑移,随蠕变进行,形变位错密度增加,且在晶界附近发生位错堆积,并产生应力集中,致使微裂纹在晶界处萌生及扩展,直至蠕变后期发生沿晶断裂。     

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。     

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。     

GH4698涡轮盘锻件超声检测底波损失原因及影响分析

结合某型发动机GH4698涡轮盘锻件进行C扫描图像分析,研究了涡轮盘锻件不同区域的低倍组织、高倍组织以及力学性能,采用5和2.25 MHz探头对涡轮盘锻件进行超声检测,阐述了其底波损失结果出现差异的原因及机理。研究结果表明:本试验选取的涡轮盘锻件采用5 MHz探头超声检测时出现底波损失,底波损失区域的晶粒度、高倍组织、硬度和拉伸性能等与正常区域相比无明显差异,涡轮盘锻件超声检测时,局部区域存在面积状底波损失是由于锻件晶粒尺寸不均匀、局部晶粒尺寸较其他区域晶粒尺寸更大所致;采用2.25 MHz探头超声检测时未出现超声波严重衰减和底波损失超标。     

变形量分配对GH4049高温合金晶粒组织的影响

通过预锻和终锻2火次锻造试验,研究了变形量分配对GH4049合金锻后晶粒组织的影响。结果表明:预锻和终锻两火次变形量分配对GH4049合金的晶粒组织有明显影响,当预锻变形量较小时,合金经终锻变形后,组织中极易出现粗晶和晶粒不均匀现象;经较大的预锻变形及合理的终锻变形后,合金可得到均匀组织,并建议预锻变形量在35%左右,终锻变形量在25%以上。