GH4169高速铣削加工残余应力分布规律试验

目的通过研究GH4169高速铣削过程中切削工艺参数对加工残余应力的影响规律,改进工艺参数的选取,提高此类零件的疲劳寿命。方法设计了GH4169高速铣削工艺参数与加工残余应力之间的单因素试验。通过仅改变一个切削参数、其余切削参数不变的方式,得到了工件表面残余应力和切削深度方向残余应力与切削参数之间的变化规律。结果铣削进给方向(x方向)和垂直进给方向(y方向)的表面残余应力主要表现为拉应力,且随着铣削深度和每齿进给量的增加而增加,随着铣削速度的增加而减小;在切削深度方向上,不同切深值所在平面的x方向和y方向的残余应力主要表现为压应力,随着层深的增加先增大后减小。残余应力峰值随铣削深度和每齿进给量的增大而增大,随铣削速度的增大而减小,残余应力最大深度基本在80μm以内。结论 GH4169高速铣削加工中,如果要获得较小的表面残余拉应力,应该选用较小的铣削深度和每齿进给量,较大的铣削速度;在切深方向,如果要获得较大的残余压应力,应该选用较大的铣削深度和每齿进给量,较小的铣削速度。反之亦然。     

基于二维面探的高温合金GH4169残余应力分析

目的 通过二维面探X射线衍射法测试高温合金GH4169的残余应力.方法 由于GH4169是Ni基高温合金,Ni合金在Cr靶下有较强衍射峰,因此采用Cr靶来测试GH4169合金的残余应力.二维面探仪有500个探测头,均匀分布在一个面上,根据每一个探测器测得的衍射角变化,就能得到500个方向上的应变值,再根据应力与应变之间的关系,就可以计算出材料的残余应力.结果 GH4169合金的德拜环只有一个衍射峰,而且衍射峰的强度随着角度α的变化而变化.这说明该材料的应力取向不均匀,存在较为明显的织构.该材料表面主应力方向上的残余应力测试值为-968 MPa,误差为62 MPa;切向上的残余应力测试值为24 MPa,误差为43 MPa.由于测试的GH4169合金是经过喷丸处理的,主应力方向上受残余压应力,而其测试结果 确为负值,说明此次测试结果 可信.结论 通过二维面探X射线衍射方法 测试材料残余应力从原理和实际操作上都是可行的,并成功测试出GH4169合金的残余应力.经喷丸处理后的GH4169材料受残余压应力的作用,且应力分布不均匀,存在较为明显的织构.     

GH4169合金锻件的混晶组织

用光学金相和X射线衍射分析方法对GH4169合金锻件产生混晶组织的原因进行了分析。结果表明,试验所用GH4169合金锻件出现混晶组织，是由于终最温度过低,每次变形程度又较小，因而动态再结晶不能充分进行引起的。上述原因形成的混晶组织可通过适当的再结晶热处理消除，再结晶处理温度以略低于δ相开始溶解温度为宜。     

利用中子衍射法和轮廓法测定GH4169圆盘残余应力

分别采用中子衍射法和轮廓法对服役态GH4169合金圆盘工件内部残余应力分布特征进行表征。两种测试技术的机理完全不同,测量结果互相对比验证后,确定出较高可信度的残余应力测量结果。首先利用飞行时间中子衍射技术准确表征了GH4169合金圆盘完全热处理后轴向、径向和周向的应力,其量级约为-300~300 MPa,以周向和径向残余应力为主,沿轮廓呈“外压内拉”特征分布;利用轮廓法测量沿直径截面周向残余应力的二维分布图,切割截面周向残余应力呈现明显的“外拉内压”式分布特征的残余应力,残余应力量级约为-300~250 MPa量级。合金盘厚度中心截面上,中子衍射法与轮廓法的测试结果从趋势和绝对数值上基本一致,测试结果可信度高。     

利用中子衍射法和轮廓法测定GH4169圆盘残余应力

分别采用中子衍射法和轮廓法对服役态GH4169合金圆盘工件内部残余应力分布特征进行表征。两种测试技术的机理完全不同，测量结果互相对比验证后，确定出较高可信度的残余应力测量结果。首先利用飞行时间中子衍射技术准确表征了GH4169合金圆盘完全热处理后轴向、径向和周向的应力，其量级约为-300~300 MPa，以周向和径向残余应力为主，沿轮廓呈“外压内拉”特征分布；利用轮廓法测量沿直径截面周向残余应力的二维分布图，切割截面周向残余应力呈现明显的“外拉内压”式分布特征的残余应力，残余应力量级约为-300~250 MPa量级。合金盘厚度中心截面上，中子衍射法与轮廓法的测试结果从趋势和绝对数值上基本一致，测试结果可信度高。     

GH4169高温合金的超塑性变形研究

GH4169合金经过热变形及热处理后,采用最大m值法进行高温拉伸实验,研究形变热处理效果及其超塑性行为.结果表明,热变形后的高温合金经δ相析出热处理后能析出大量细小弥散的δ相,再结晶退火后得到均匀细小的组织.在相同的变形条件下,与传统的恒应变速率拉伸相比,最大m值法拉伸可以得到更高的伸长率.     

激光冲击处理对GH4169合金应力回火稳定性的影响

利用激光冲击波对GH4169合金表面进行了强化处理,通过扫描电镜观察了激光冲击处理后其表面形貌的变化,用X射线应力仪测定了激光冲击处理后GH4169合金600℃和800℃回火处理后残余应力分布规律,并分析了残余应力产生机理.结果表明,激光冲击处理后GH4169合金残余压应力为-400 MPa以上;在800℃回火处理使残余应力值下降20%,600℃回火处理对其残余应力没有影响,回火稳定性较好.     

高温合金GH4169铣削振动试验研究

研究了高温合金GH4169铣削加工过程中刀具的振动特性。通过铣削加工单因素试验,用加速度传感器对振动信号进行测量,研究其变化规律。对比同一组参数下振动与切削力之间的关系,研究结果表明:在x方向上的振幅总体比y方向的振幅小,振动幅度随着切削速度的逐渐增加呈现先减小后增大的变化趋势;随着进给速度的增大,振动幅度逐渐减小;随着轴向切深的增加,振动幅度逐渐增大;当切削速度v_c为40.09～206.49 m/min,进给速度v_f为80 mm/min、轴向切深a_p小于0.797 mm时,满足表面粗糙度Ra小于2.5μm的精度要求。研究结果为GH4169铣削参数的合理选择提供了参考依据。     

热处理工艺对GH4169高温合金锻件组织与力学性能的影响

分析了固溶和时效热处理工艺对GH4169高温合金锻件组织和室温拉伸性能的影响.结果表明,锻件固溶加热时间过长或重复固溶将降低室温拉伸性能.锻件经正常时效后,强化相已充分析出,延长620℃保温时间还可补充析出少量强化相,使强度提高.δ相的形态和数量影响锻件的室温拉伸性能,尤其影响合金的屈服强度.固溶热处理加热过程对锻件组...     

GH4169合金环形锻件低倍组织缺陷分析

针对采用真空感应、真空自耗重熔双联冶炼工艺的GH4169合金棒材所生产的环形锻件,其内部出现的低倍组织缺陷展开实验分析,通过对缺陷位置进行解剖观察低倍和微观组织形貌,以及对缺陷区域和基体正常区域进行能谱分析比较等,提出形成缺陷的主要原因可能是由于Nb、Ti元素偏析、δ相及MC富集产生,并就抑制缺陷形成方案提出了建议.     

GH4169合金件真空时效过程数值模拟

以VR6072型真空热处理炉为例,建立了一个二维真空热处理炉非线性有限元模型,该模型考虑了辐射传热和材料热物性随温度变化等非线性因素的影响.利用有限元软件MSC.Marc对GH4169合金件真空时效过程中的瞬态温度场变化进行了模拟计算,预测了工件真空热处理过程加热滞后时间,对整个温度场变化过程进行了试验测量,模拟结果和试验结果吻合较好,为真空热处理虚拟生产和工艺参数优化提供了理论依据.     

Effect of Cold Rolling Parameters on the Longitudinal Residual Stress Distribution of GH4169 Alloy Sheet

For plastic deformed parts, the dimensional accuracy is significantly affected by residual stresses and so does the performance in service. Therefore, the rolling process of GH4169 alloy sheet at room temperature was investigated by finite element method. The effects of rolling reduction, friction coefficient, rolling velocity and initial stress on the longitudinal residual stress distribution over the thickness of GH4169 alloy sheet were analyzed. The results show that the values of longitudinal residual stress can be slightly reduced by increasing the rolling reduction and velocity. The longitudinal residual stress over the thickness distributes as ‘‘V' type or weak ‘‘W' type. The initial stress mainly has an effect on the longitudinal stress in the backward slip area. But the friction coefficient has remarkable influence on longitudinal residual stress. With the friction coefficient increasing from 0.1 to 0.5, the value of longitudinal residual stress on the sheet surface is reduced by 282 MPa. Simultaneously, the tensile stress turns into compressive stress with a strong‘‘W' type distribution.     

GH4169高温合金轴向超声振动钻削加工实验研究

针对GH4169高温合金材料钻削加工困难、表面质量和加工精度要求高等难题,基于在普通车床上实现超声振动钻削加工的思想,设计了一套轴向超声振动钻削加工系统。利用该系统对GH4169高温合金材料做了轴向超声振动钻削与普通钻削的对比实验。结果表明:在不同的转速和振幅下,轴向超声振动钻削相对于同一实验条件下的普通钻削,可明显提高孔的加工质量,且在切屑形态和孔表面形貌等方面均有较大改善。     

GH4169合金热加工中微观组织模拟研究进展

系统介绍了GH4169合金热加工过程微观组织演化的物理模拟、数值模拟的研究内容和方法，以及国内外的最新研究进展。     

高温合金GH4169(Inconel 718)中磷晶界偏聚特性的实验研究

采用Auger电子能谱仪测量了镍基高温合金GH4169中磷(P)的晶界偏聚量.结果表明,经1020与1200 ℃固溶处理后在720 ℃时效2 h的样品,P的晶界偏聚浓度分别是0.344%与0.412%(原子分数).晶界偏聚浓度随固溶处理温度的升高而升高.基于这一实验结果,确定了P在该合金中的非平衡晶界偏聚特性.     

GH4169合金微细铣削加工表面硬化仿真研究

为研究微铣削加工GH4169中加工硬化问题,基于ABAQUS软件建立了三维微铣削模型,分析了每齿进给量和主轴转速的改变对工件微槽顺逆铣侧面加工硬化的影响。研究发现:在实验参数范围内,随着每齿进给量增大,工件逆铣侧和顺铣侧的硬化程度降低;主轴转速增大,则槽两侧面的硬化程度整体上呈现下降趋势;逆铣加工时硬化程度略高于顺铣;微槽两侧面硬化程度沿深度方向逐渐降低。研究结果可为合理选择GH4169微铣削加工参数提供参考,还可为通过有限元分析研究材料加工硬化提供思路。     

热变形对GH4169合金中NbC析出相尺寸形貌影响研究

通过Gleeble3500热模拟试验机进行热压缩试验并结合微观组织观察和统计分析,研究了热变形对GH4169合金中NbC颗粒尺寸形貌、分布特征的影响规律。研究表明压缩过程中的绝热效应会导致试样心部温度的进一步升高,从而为变形过程中的NbC回溶提供条件。NbC颗粒与基体在变形过程中形成的高位错密度区促进了元素的扩散,并加速了小曲率半径的尖角区域回溶和钝化。随变形量的增加NbC回溶趋势增加,其平均尺寸与体积分数均呈降低趋势。变形过程金属流动会促进NbC颗粒的位移,在70%的变形量下,NbC颗粒平均间距增加趋势显著高于30%和50%变形量试样。因此随变形量的增加,NbC颗粒有从链状→链条弯曲→链条方向改变→弥散分布的分布特征,促进基体中原链状NbC呈细小、弥散分布。研究结果为GH4169闪光焊接性能的提高提供了直接的参考。