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。     

GH202合金涡轮球壳模锻件成形工艺研究

通过对GH202合金涡轮球壳胎模锻件成形工艺的研究,采用合理的模具设计和优化工艺,实现了胎模锻件的成形,确保锻件达到技术条件要求.说明新材料的推广应用与新工艺的研究紧密相关,尤其要有可靠的成形工艺作保证.     

冶炼工艺对镍铬精密电阻合金性能的影响

随着电子工业的飞速发展,各种电子设备集成化、精密化,因此拥有髙阻值、高精度的精密电阻合金受到越来越广泛的重视。针对国内精密电阻合金成品质量及性能较差的现状,采用VIM+ESR双联以及VIM+ESR+VAR三联冶炼工艺试制镍铬精密电阻合金,并最终制成厚度小于25μm的箔材和直径小于20μm的微细丝材。同时对这两种冶炼工艺制得样品的化学成分、加工性能、内部组织、力学性能以及电学性能进行对比分析,发现三联冶炼工艺试制合金的化学成分更纯,加工性能、力学性能、电学性能均有所提升。     

GH4169合金涡轮盘锻件晶粒度分析和控制

以低压一级涡轮盘为典型件进行生产试制。结合有限元模拟分析可知,轮毂中心部位为难变形区,晶粒也容易长大。应优化设计,进一步提高GH4169合金涡轮盘锻件质量。     

GH864烟气轮机涡轮盘锻造工艺

GH864材料是一种特殊的镍基高温合金,锻造成形时塑性低、变形抗力大、锻造温度范围窄、导热性差,且锻件的晶粒尺寸不能通过热处理细化,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.从材料的化学成分、锻造工艺、400 MN大型航空模锻液压机和生产流程等方面介绍了GH864合金烟气轮机涡轮盘的生产过程.试验表明,固溶、时效处理后的烟气轮机涡轮盘锻件,力学性能和晶粒度完全达到使用要求.小批量生产后,效果良好,这为烟气轮机发展打下了坚实的基础.     

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.     

涡轮盘用GH4742合金动态再结晶行为

采用单道次等温压缩实验获得了GH4742合金在变形温度为980～1100℃,应变速率为0.005～5 s-1条件下的应力-应变曲线.以实验数据为基础,运用KM模型、Poliak-Jonas准则、Avrami模型较为系统地描述了该合金动态再结晶过程的流变应力、临界应变量、组织演化动力学等特征.并在Prasad功率耗散率模...     

GH4169涡轮盘锻件的成形工艺分析

针对GH4169涡轮盘锻件的技术指标要求,对锻件的成形工艺方案进行分析。结合生产实际,制定了合理的锻造工艺方案,并通过计算机模拟,生产出了符合技术标准要求的涡轮盘锻件,为今后生产同类型锻件提供一定的参考价值。     

GH4169G合金高强涡轮盘锻件的试制

以GH4169G高强涡轮盘为研究对象,在工业条件下成功试制出组织和性能满足技术标准要求的锻件。     

GH4698高温合金焊接工艺

为解决Ni基高温合金GH4698合金承力环的焊接修复问题,本文研究了该合金的氩弧焊接(TIG)工艺,获得了质量良好的焊接接头.研究结果表明,选用HGH533焊丝,并在强制水冷条件下焊接,GH4968合金具有较高的焊接裂纹抗力;焊后经775℃×16h热处理,接头室温拉伸强度与基体接近,高温拉伸强度则达到基体的92％,焊缝维氏(HV)硬度也与基体的接近,且焊后热处理对基体无不利影响.在研究基础上,成功地实现了GH4698合金承力环的焊接修复.     

晶粒尺寸对GH720Li镍基合金蠕变-疲劳寿命的影响

为探明晶粒尺寸对涡轮盘材料—GH720Li镍基高温合金的蠕变-疲劳寿命的影响机理,开展了650℃下不同晶粒尺寸的GH720Li高温合金圆棒蠕变-疲劳试验研究。GH720Li高温合金的蠕变-疲劳寿命随着晶粒尺寸的减小而降低。而后,通过断口的SEM分析研究晶粒尺寸对GH720Li高温合金的蠕变-疲劳损伤影响机制。其失效机制主要为晶界的氧化起裂,而晶界长度随晶粒尺寸变小而增加。最后,对基于迟滞能量的损伤方程和机械功密度2种方法进行了修正,GH720Li合金的蠕变-疲劳寿命预测与试验结果吻合较好,验证了方法的准确性。     

K403高温合金缺损叶片的粉末冶金法修复

采用粉末冶金修复工艺(China Powder Metallurgy,CPM),利用2种分别混有微量硼合金和纳米镍粉的镍基高温合金粉末对K403缺损叶片进行修复再制造。采用X射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)、EDX能谱和电子探针(EPMA)对叶片修复区的相组成、宏观形貌及微观组织进行分析;同时对修复区致密化和界面连接机理进行初步探讨。结果表明,选用合适的修复粉末,用CPM方法能够将缺损的叶片再制造成原有形状与尺寸;混合硼合金的修复粉末对K403合金的修复效果较好;硼元素的扩散对修复区致密化和界面连接起重要作用,期间发生的反应为Ni m B n+(Cr,W)→γ+(Cr2,W)B2;经计算,在CPM工艺条件下,界面区的硼浓度可以降低至共晶浓度以下。     

FGH96粉末高温合金损伤行为与寿命预测

粉末高温合金中缺陷,尤其是非金属夹杂缺陷不可避免。为了对粉末高温合金的可靠应用,除需在工艺上进行控制以减少缺陷外,还必须研究缺陷对粉末高温合金的损伤行为,及根据粉末高温合金的疲劳特性研究粉末高温合金的寿命预测方法。针对我国先进航空发动机涡轮盘选材的第二代损伤容限型粉末高温合金FGH96,分析了国内外粉末高温合金的发展与应用状况,叙述了其缺陷特性以及缺陷对FGH96粉末高温合金的影响规律,介绍了FGH96粉末高温合金的断裂特征以及裂纹萌生与扩展特性,分析了粉末高温合金寿命预测研究的相关工作,并探索性阐述了基于原始疲劳质量的粉末高温合金寿命预测方法。     

表面完整性对FGH96粉末合金高温低循环疲劳性能的影响研究

采用陶瓷弹丸和铸钢丸+陶瓷丸为介质对FGH96合金车削表面进行喷丸强化,引入3种表面完整性状态。研究了一次喷丸、二次喷丸和车削状态下表面形貌、残余应力场和高温低循环疲劳寿命。结果表明:二次喷丸强化在消除车削刀痕和表面平均粗糙度增大的同时,引入了底部圆滑的弹坑,二次喷丸后Kurtosis值趋于3,但强度较小的一次喷丸仅能够部分消除刀痕;同时,一次喷丸和二次喷丸后,表面残余压应力由车削的-446 MPa,提高到-1000～-1100 MPa,二次喷丸后残余压应力场深度由车削的100μm提高到250μm,一次喷丸残余压应力场深度与车削状态相当。在二次喷丸良好的表面完整性作用下,在650℃,ε_t=1.2%的试验条件下,相比于车削状态,二次喷丸后疲劳寿命提高108%;相比之下,一次喷丸提高21%;喷丸后疲劳寿命分散度减小。经过断口宏微观观察和反推分析说明,3种表面完整性状态的疲劳扩展寿命很接近,造成疲劳寿命差别的主要原因是裂纹萌生差别,二次喷丸的裂纹萌生寿命分别是一次喷丸的221%,以及车削状态的216%。利用工艺手段优化表面完整性是提高FGH96合金表面完整性和低循环疲劳寿命的关键。     

GH4169高温合金惯性摩擦焊的有限元模拟

基于Ansys有限元分析软件，建立了GH4169高温合金惯性摩擦焊过程的二维模型，进行了热力耦合分析，得到了焊接过程中的瞬时温度场和应力应变场，获得了焊接缩短量。根据惯性摩擦焊工艺分析了温度场和应力应变场的形成过程。     

低膨胀高温合金GH909再结晶研究

采用X射线衍射和金相显微组织分析技术,研究了低膨胀高温合金GH909再结晶的开始与终了温度。结果表明：GH909合金再结晶的开始与终了温度分别为915℃和980℃,995℃后再结晶晶粒开始长大,但比较缓慢。     

GH4169合金表面氧化色变化行为研究

针对不同温度和时间加热后的GH4169合金试样表面氧化色变化行为进行分析,对试样表面氧化色图片的采集、描述方法进行探讨,并对试样硬度随加热时间的变化进行了研究。结果表明：400～850℃加热后的GH4169合金试样表面均有金属光泽,颜色变化较丰富且与加热温度和时间之间具有一定的对应关系;900～1200℃加热后的试样表面颜色差别不大,均无金属光泽并呈灰黑色;在加热时间相同的情况下,400～800℃加热后的试样硬度值差别不大,850～1200℃加热后,随加热温度的升高试样的硬度值下降较明显;根据试样实际情况,结合试样表面颜色、状态及硬度值的变化可以为判断其经历的温度环境提供可靠的判据,在试样表面具有金属光泽且硬度值差别不大时主要以表面颜色和状态为依据,试样表面无金属光泽且呈灰黑色时则以硬度值为主要判据;此外,采用规范的图片采集过程,利用设计印刷标准色谱对表面氧化色的定量分析和UV加膜印刷技术能够较好地描述合金表面颜色的变化及存在的微小差异。     

温度对核电用GH690合金力学行为的影响

以国产蒸汽发生器传热管用GH690合金为研究对象,通过评价其断裂韧性及拉伸特性,结合光学显微镜、扫描电镜和透射电镜分析,研究了合金由室温～623K的力学性能。研究结果表明,室温下GH690合金低的层错能,易生成形变孪晶,使得合金在孪生的协调下塑性变形能力提高,同时孪晶促进裂纹扩展转向,使合金在断裂过程中吸收更多的能量,维持合金高的断裂韧性。随着温度的升高,合金的层错能增加,导致形变孪晶生成困难,合金应力集中程度加剧,裂纹从而平直扩展,合金的断裂韧性降低。由于合金的室温层错能较低,合金在拉伸时能够通过孪生协调变形,同时生成的孪晶阻碍了位错的滑移而提高了合金的强度和塑性。随着形变温度的升高,合金通过孪生协调变形的能力降低,导至合金的变形机制由孪生转变为滑移,滑移产生的加工硬化效应小于孪生,故合金的强度和延伸率随之降低。     

喷丸与振动光饰复合处理对GH4169高温合金疲劳性能的影响

对比研究了喷丸和喷丸与振动光饰复合处理对GH4169高温合金疲劳性能的影响,利用扫描电子显微镜、粗糙度仪、显微硬度计、X射线应力测试仪分析和测试了试样的表面形貌、表层组织、粗糙度、显微硬度、残余应力场,探讨了表面完整性与疲劳性能的内在联系及作用机制。结果表明:复合处理对GH4169高温合金疲劳性能的改善效果比单独喷丸强化处理更好;复合处理使GH4169高温合金的室温疲劳强度提高了21.6%;500℃预加热100 h处理使复合强化GH4169高温合金疲劳强度降低了6%,但仍较未喷丸处理状态提高了14.29%,即复合处理能够有效改善GH4169高温合金室温～500℃高温工况下的抗疲劳性能。     

难变形高温合金GH720Li平衡析出相的热力学计算

为了给热处理制度和热加工工艺提供理论依据,采用Thermo-Calc热力学计算软件,对GH720Li合金平衡析出相和非平衡凝固进行模拟计算分析.结果表明,合金凝固过程中Mo、Ti偏析比较严重,并给出Ti、Al含量对γ'相析出温度和析出量的定量计算结果.C含量的增加可以显著提高碳化物的析出量,但对碳化物的析出温度无影响;Cr对M23C6的析出量没有影响,但显著提高其析出温度.进一步对一次碳化物MC的析出温度与合金初熔点的关系进行定量计算.