激光修复GH4169合金零部件关键技术研究

采用GH4169粉末对航空发动机材料GH4169合金进行激光修复试验,测试修复试样与母材试样的室温、高温拉伸性能、疲劳性能,将两者之间以及和材料标准进行对比,并进行组织分析.研究表明,在合适的工艺参数下,热影响区很窄,仅为0.1～0.2 mm,熔覆区冶金质量良好,未见明显空洞和熔合缺陷等;修复试样的室温拉伸强度达到12...     

工艺参数对SLM成型GH4169合金微观组织和残余应力的影响

在增材制造中,成型工艺参数是影响高温合金微观组织和性能的重要因素。针对GH4169合金,设计了基于激光功率、扫描速度、扫描间距等变量的15组工艺参数,采用选区激光熔化技术（SLM）制备了相应的合金试样,研究了不同工艺参数对试样致密度、微观形貌和残余应力的影响。利用JMP软件建立了工艺参数对试样致密度影响的数学模型,并确定了主要的影响因素。结果表明,扫描速度对致密度的影响最大,其次是激光功率和扫描间距。成型试样的致密度均在99.40%以上,最大可达到99.98%。当激光功率为222 W或扫描速度为1 190 mm/s时,更容易产生未熔合缺陷。当激光功率为403 W或扫描速度为573 mm/s时,由于局部温度过高和反冲压力的升高,容易产生气孔、匙孔等缺陷。试样表面的残余拉应力随着激光功率的增加和扫描速度的降低而增大,残余拉应力的最大值为853 MPa。     

GH4169合金热模锻直接时效压气机盘件的组织与性能

用热模锻技术成功锻制出我国目前最大推力的航空发动机压气机用437 mmGH4169合金直接时效盘件。通过光学金相检验、室温和650℃拉伸试验、650℃/700 MPa组合持久及595℃/825 MPa蠕变试验,对比研究了该盘件与普通盘件的组织和性能。结果表明,热模锻技术成功克服了模具的激冷影响,获得了尺寸精化、组织均匀的盘件。该盘件的组织性能全部超过了该发动机的技术要求。与普通模锻工艺相比,热模锻工艺的单件节材35 kg,材料利用率提高30%左右,且工艺的可控性和稳定性更好。     

激光熔化沉积成形/修复GH4169合金组织性能调控研究进展

GH4169合金由于具有优异的高温强度、抗疲劳、耐磨损、耐腐蚀等性能,长期服役温度高达650～700℃,因而广泛应用于航空航天、核工业及石油化工等工业领域,是一种不可或缺的高温结构材料。激光熔化沉积技术因其沉积效率高、成形构件组织细密、内部质量及力学性能优异,在大型金属结构件高效、高性能制造及高价值金属构件缺陷或损伤高性能修复方面极具优势。近年来,关于GH4169合金激光熔化沉积成形/修复方面的研究及应用日益增多,该合金已成为金属增材制造技术研究及工程应用的热点材料之一。首先介绍了激光熔化沉积成形/修复GH4169合金典型沉积态组织及力学性能,然后重点从调控成形工艺、施加后续热处理、外加能量场/强制冷却、引入塑性变形等4个方面综述了当前激光熔化沉积成形/修复GH4169合金组织及力学性能调控的研究进展。最后指出了当前激光熔化沉积成形/修复GH4169合金所面临的挑战,并对未来具备潜在可行性的组织性能调控方法进行了展望。     

GH4169合金的低温冲击性能

对ＧＨ４１６９合金中的δ相密集区所占的面积分数与冲击功的关系进行了定量研究，并用ＳＥＭ观察了冲击断口的表面，结果表明：ＧＨ４１６９合金的冲击功随组织中δ相密集区所占的面积分数增大而减小，冲击断口为韧窝断口。     

GH4169合金精锻机锻造工艺初探

详述了GH4169合金精锻机大尺寸棒材(150m)的生产工艺及其先进性.     

GH4169合金及其锻件晶粒形貌的特点

热加工过程中变形参数的变化会使GH4169合金和锻件形成不同的晶粒形貌,而且在随后低于静态再结晶温度固溶热处理时其晶粒形貌不会改变.因此,评定晶粒度级别时需要采用与以往不同的方法.     

GH4169合金的X射线荧光光谱分析

采用x射线荧光光谱仪测定GH4169合金中的锰、硅、镍、铬、钼、铝、钛、铌。研究了测量条件及基体 吸收—增强效应的校正。还时测量精度进行了研究,各元素的相对标准偏差分别为0．0466％～O．6777％。与 化学分析结果对照结果良好。     

GH4169合金高温塑性变形的热加工图

以热模拟压缩试验的应力-应变数据为基础,根据DMM模型(dynamic materials model,动态材料模型)建立固溶态粗晶GH4169合金的热加工图;结合光学显微镜(OM)及电子背散射衍射(EBSD)分析,确定合金压缩变形的稳定区和失稳区,研究不同变形条件下的微观变形机制,并提出工艺参数范围.结果表明,粗晶GH4169合金在应变速率为10-0.25～1 s-1、变形温度为950～1100℃的条件下发生热加工流变失稳,失稳原因主要与局部塑性流动引发的裂纹有关;粗晶GH4169合金在中、低应变速率区有3个典型的动态再结晶区域,在应变速率为l0-3s-1、变形温度为950℃时局部能量耗散效率(η)的极大值主要与晶界析出δ相对动态再结晶的促进作用以及局部的晶内形核有关;综合考虑能量耗散效率、伸长率和组织状态,建议粗晶GH4169合金的始锻和终锻分别在应变速率为10-2.7～ 10-1.5s-1、变形温度为1087.5～1100℃和应变速率为10-2.5～10-1.5s-1、变形温度为1000～1065 ℃的条件下进行.     

GH4169焊接管坯旋压成形特薄壁管工艺研究

将高温合金GH4169板材滚弯焊接成筒型旋压坯,再经过强力旋压成形制成特薄壁管.研究这一工艺过程的结果表明用滚弯焊接坯强力旋压方法制造难变形高温合金特薄壁管,是高温合金特薄壁管成形的一条经济、可行的途径;真空电子束焊接法比氩弧焊接法更适合用于制造焊接旋压坯,且其焊缝可承受80%以上的旋压变形;焊接坯旋压成形的薄壁管退火处理后,原焊缝处组织已变成等轴晶变形组织.     

连轧变形量对GH4169合金棒材组织与性能的影响

在最近引进的我国第一台高合金钢连轧生产线上研究了轧制变形量对GH4169合金棒材组织和性能的影响。结果表明：与传统的横列式轧机不同,连轧过程中合金的内升温效应较大。在本试验条件下,变形量过小,不利于合金晶粒细化,并在近表面部位残存未再结晶的原始拉长晶粒;如果变形量过大,则由于内升温引起终轧温度升高,晶粒显著粗化,并使晶界6相显著减少,从而大幅度降低高温塑性和持久寿命。只有变形量适当,才能在棒材各部位完成动态再结晶的同时,获得9级以上的细晶组织和合适的6相析出状态,使合金获得良好的综合性能。     

GH4169合金δ相析出与溶解行为研究

研究了1050℃1h固溶处理的GH4169合金在800 ～ 980℃时效处理过程中δ相的析出行为以及900℃20h预析出处理后的合金在980 ～1040℃固溶处理时的δ相溶解规律.研究表明,δ相的析出峰温度约为900℃,δ相优先在晶界或孪晶界析出,δ相由颗粒状长大成短棒状乃至长针状,晶内δ相由γ"相转化而来.δ相长大方...     

超声振动对激光局部重熔K418高温合金残余应力的影响

为了研究超声振动对激光局部重熔K418高温合金残余应力的影响,采用试验的方法,通过测量不同超声功率下试验件纵向变形量和角变形量,得到了不同功率超声振动下试验件的残余应力变化情况。结果表明:在激光重熔试验件过程中辅加实时超声振动,试验件的残余应力得到释放和均化。在超声振动功率0~45 W范围内,超声振动功率越大对残余应力释放效果越好。     

热连轧GH4169合金晶粒的长大规律

对热连轧GH4169合金在固溶处理过程中晶粒长大规律进行了系统的研究。研究结果表明,该合金δ相溶解温度在990~1 000℃之间,δ相对晶粒长大有显著阻碍作用,在低于δ相溶解温度进行固溶处理时,析出的δ相使得晶粒长大缓慢;在高于δ相溶解温度以上时,晶粒随温度的升高快速长大。晶粒长大动力学表明：在高于δ相固溶线温度以上进...     

GH4169 合金"等温锻造+直接时效"工艺探讨

利用Gleeble 15 0 0热力模拟实验机研究了温度、速率、变形量等对GH416 9合金等温变形力学参数及组织变化的影响。在较高的温度及较低的速率下 ,该合金的变形抗力显著降低 ,但变形后组织粗大 ;“等温成形 直接时效”后材料的室温拉伸、高温拉伸、高温持久等性能优于成形后再“固溶 时效”的性能。在 2 0 0t液压机上利用镍基高温合金模具进行了某航空发动机一级涡轮盘 1/4模拟件的等温成形 ,成形件外形良好 ,成形及直接时效后零件的材料组织细小均匀     

GH4169合金圆钢热连轧热力耦合分析

 以宝钢集团特殊钢分公司高合金钢连轧生产线为背景,利用有限元分析软件ANSYS10.0/LS DYNA,采用3D弹塑性有限元进行了GH4169合金8道次圆钢热连轧的热力耦合分析。对热连轧过程轧件中间断面特征点的温度、等效应变、等效应变速率进行模拟分析,表面模拟温度与实测温度取得较好吻合。     

光谱分析用GH4169高温合金质量控制样品的研制

目前国内没有高含量P和Nb的GH4169高温合金标准物质用于检测过程的质量控制,研制的GH4169高温合金质控样品中P和Nb最高含量为0.014%和5.37%,能够满足分析过程质量控制的需求。选择美国和中国生产的4种GH4169高温合金原料加工制备质量控制样品。采用火花放电原子发射光谱法对样品进行测试,用t检验考察原料中各元素面分布和纵向分布的一致性,结果表明各元素无偏析;用方差分析法考察质控样品的均匀性,结果表明样品均匀性良好。质控样品由12家有丰富高温合金检测经验的实验室采用湿法分析定值,确定了Nb、P以及Ni、Cr、Mo、Ti等共12个元素的值及扩展不确定度。采用火花放电原子发射光谱法和X射线荧光光谱法考察了质控样品各元素与镍基有证标准物质的成线性,结果表明质控样品和标准物质有良好的线性关系。     

湿法喷丸处理YG8合金表面残余应力分析及对性能的影响

采用湿法喷丸工艺对YG8硬质合金进行表面处理,旨在提高材料的性能.通过X射线衍射法对不同喷射条件处理的合金表面残余应力及其深度分布进行了分析,并研究了残余应力对力学性能的影响.研究表明,湿法喷丸处理在硬质合金表层内产生残余压应力,喷射压力和喷射时间对残余应力及分布有显著影响,该应力及分布有利于材料性能的提高.应用该处理方法,在喷射压力为0.5MPa、喷射时间为2min的条件下,硬质合金的抗弯强度提高约11%,洛氏硬度为89.64HRA,磨损量减少36%.