TC17合金β锻管形件近等温挤压成形工艺研究

目的 研究β锻管形件近等温挤压成形工艺对TC17合金显微组织和力学性能的影响。方法 采用DEFORM–3D软件模拟分析了实心挤压和空心挤压成形TC17合金管形件的变形特征,模拟分析2种挤压方式成形下TC17合金管形件在固溶处理过程中的冷却效果。对空心挤压成形的锻件进行金相组织表征和力学性能测试。结果 模拟结果表明,相较于实心挤压的方式,空心挤压方案整体应变较大、变形均匀、材料利用率高、固溶冷速较快且均匀性较好。试验结果表明,空心挤压成形的锻件质量良好,整体的宏观/微观组织均匀,室温拉伸性能和断裂韧性一致性好,且满足相关指标要求。结论 空心挤压方案满足该管形锻件研制要求,研究结果可以为类似管形件制备提供依据。     

热处理温度对变形后TC17合金微观组织的影响

目的 研究热处理温度对变形后TC17合金微观组织演化和组织形态分布的影响。方法 对变形后网篮组织TC17合金开展热处理试验,定量分析α相球化率、体积分数随热处理温度的变化情况,采用两点相关函数表征不同热处理温度下TC17合金混合组织形态分布。结果 随着热处理温度的升高,变形后TC17合金α相球化率增大,体积分数减小。不同热处理温度下片层α相和等轴α相对应的两点相关函数曲线波动程度不同。结论 变形程度及热处理温度较低时,随着热处理温度的升高,等轴α相的分布均匀程度升高,片层α相的分布均匀程度降低。当变形程度及热处理温度较高时,随着热处理温度的升高,由于α相体积分数的迅速减小,等轴α相的分布均匀程度降低。     

TC4合金管材挤压成型工艺研究

研究了不同的挤压温度、挤压比和挤压速度等挤压参数对TC4合金管材挤压成型工艺的影响,以及润滑方式对TC4合金挤压管材表面的影响.研究结果表明,采用热挤压方式生产φ47 mm×3 mmTC4合金管材,挤压比应选在3～10之间,挤压速度选在50～120 m/s,润滑剂用玻璃粉,可得到显微组织为两相加工组织,变形充分均匀,力学性能匹配良好,表面质量合格的TC4合金管材.本研究得到的TC4合金管材挤压成型工艺研究可用于工业化生产.     

TC8合金转子叶片锻造工艺研究

为研制一项TC8合金转子叶片,并达到提高锻造生产效率、降低生产成本的目的,进行了锻造工艺性试验、工艺参数试验,研究了TC8合金锻造工艺适应性以及加热温度、变形程度对低倍组织、显微组织及力学性能的影响.结果表明,TC8合金十分适合锻造工艺,采用较低的锻造加热温度能够获得初生α相含量更高的等轴组织,变形程度在40%以内所获得的组织均匀性较好.在此基础上,依据TC8合金转子叶片单榫头、小尺寸的结构特点,采用了高效的挤压制坯+终锻成形工艺,通过叶片锻造成形试验,试制出了具有均匀且状态理想的金相组织、良好表面质量的TC8合金转子叶片锻件,表明了所制定的叶片成形工艺及工艺参数合理可行.     

基于目标应变分布的TC17合金双性能盘预成形形状优化设计

目的 研究TC17合金双性能盘目标应变分布下的预成形形状优化设计方法.方法 采用拉丁超立方试验设计方法对预成形形状设计变量抽样选取样本点,并通过Deform有限元数值模拟获得样本设计变量下的局部应变分布.以局部应变分布与目标应变分布之间的方差最小为目标函数,采用Kriging方程建立近似替代模型预测响应应变误差,并结合...     

航空用高温合金涡轮后轴工艺研究

高温合金涡轮轴的加工是航空发动机制造领域的关键技术。属于典型的难加工材料,本文从生产实际出发,收集并总结了以往轴类零件的加工经验,针对高温合金涡轮轴的材料特性和结构特点,制定出了一套合理的加工工艺路线,有效地把零件的加工尺寸控制在了公差范围内。     

铝合金Ni-Co-P合金电镀工艺优化

在铝及其合金表面沉积Ni或Ni基合金,可以提高基体表面的硬度和耐磨性.通过正交试验,研究了铝硅合金基体上电镀Ni-Co-P镀层的工艺,得到了电流密度、镀液温度、pH值、电镀时间、镀液成分对镀层厚度、硬度、成分和沉积速率的影响规律,同时,还考察了镀层的耐磨性.结果表明:延长电镀时间、提高镀液温度和pH值时,镀层厚度和镀层硬度均增大;提高电流密度时,镀层厚度增大,但镀层硬度减小.提高电流密度、升高温度和提高pH值时,沉积速率增大.     

TC21合金在形变热处理工艺下的组织特征

对TC21钛合金在不同条件下超塑拉伸后,进行双重退火热处理,研究热加工工艺对TC21合金显微组织演变的影响。结果表明,当变形温度在890～960℃时,TC21合金的伸长率随变形温度的增加先增加后减少,最佳超塑性变形温度为910℃;TC21合金在α+β相区超塑变形,然后在α+β相区双重退火处理后得到双态组织;在β区进行超塑变形、α+β相区双重退火处理后得到网篮组织。     

电子束冷床熔炼TC4合金工艺路线的优化选择

通过对电子束冷床熔炼TC4合金在转鼓进料和棒料进料两种进料工艺下熔化冷床的温度场的分布进行研究,为选择合理的熔炼工艺路线提供了理论依据。结果表明,转鼓进料熔炼的熔化冷床熔池温度波动较大,约为92~332℃,Al的烧损率为1.5%,TC4合金中Al分布不均匀,轧制板材出现局部贫、富Al现象。棒料进料熔炼的熔化冷床熔池温度较高且稳定,Al的烧损率为2%,TC4合金中Al分布均匀,轧制板材的组织成分也较为均匀。在实际的电子束冷床熔炼TC4合金生产中,应选择棒料进料熔炼工艺,且初始原料中合金化元素配比为Al占8%左右为宜。     

GH141合金环形锻件轧制工艺参数的研究

采用小环模拟的方式，研究了ＧＨ１４１合金轧制工艺参数中变形温度、变形程度对合金组织性能的影响，总结了ＧＨ１４１合金环形锻件的轧制工艺参数。     

基于正交试验的TC4钛合金激光焊工艺优化研究

目的 探究激光功率、焊接速度、离焦量对TC4钛合金激光焊接接头宏观形貌、微观组织及力学性能的影响。方法 通过正交试验方法,研究激光功率、焊接速度、离焦量对接头拉伸性能的影响,并将这3个工艺参数转换为热输入,进一步研究热输入对接头形貌、组织及力学性能的影响。结果 当热输入低于95 J/mm时,焊接接头上下熔宽比较大,焊缝截面呈“V”形;当热输入高于250 J/mm时,接头组织晶粒粗大,甚至出现气孔、错边等冶金缺陷;当热输入为125 J/mm时,焊缝成形美观,焊接接头上下熔宽比接近1,焊缝截面呈“H”形。焊缝区组织主要由原始α相、β相及冷却阶段生成的αʹ相组成,随着热输入的增大,β相柱状晶尺寸逐渐粗化,αʹ针状马氏体相尺寸也相应增大。此外,焊接速度和离焦量对拉伸性能有显著影响,拉伸性能随着热输入的增大呈现先升高后降低的趋势,断口呈韧性断裂特征。当热输入为125 J/mm时,拉伸性能达到最佳,断裂位置发生在母材区,抗拉强度为1 010 MPa,断后延伸率为9.82%;焊缝区中心区域显微硬度高于热影响区及母材区显微硬度。结论 当热输入为125 J/mm时,在TC4钛合金激光焊下,可获得成形美观、性能优良的焊接接头。     

发动机用TC17合金喷丸+微弧氧化涂层组织和疲劳性分析

通过实验研究了TC17钛合金的喷丸处理效果,利用微弧氧化方法来达到纳米晶过渡层组织结构重构的过程。通过实验测试的方式研究不同工艺涂层微观组织,硬度以及疲劳性能。研究结果表明:形成许多火山型微孔,孔洞尺寸也存在明显差异。对合金实施喷丸处理能够获得厚度更大微弧氧化层,引起了晶粒的明显细化,得到更加致密的组织结构。经过喷丸处理后,硬度为463HV0.1,表现为硬度提高。对不同深度区域的组织硬度进行对比发现,从表面过渡到基体中的范围内硬度呈现不断减小的变化趋势。当试样表面经喷丸处理后疲劳寿命可以达到15361周次,相对处理前的试样疲劳寿命延长了15%左右。对试样表面实施喷丸处理将会导致表面组织中产生众多疲劳源并进一步迁移到基体内,疲劳源范围也持续缩小,涂层表面存在众多微孔。     

7050铝合金锻件固溶处理工艺优化研究

目的 研究不同固溶温度和固溶保温时间对航空某锻件7050铝合金组织和性能演变规律的影响,优化7050铝合金锻件的固溶热处理工艺参数.方法 通过采用金相组织观察、SEM分析、EBSD测试、导电率测试、室温拉伸性能测试等方法,对比研究合金组织变化如何影响力学性能.结果 随着固溶温度的升高(474～483℃),合金再结晶分数逐渐升高,峰值时效处理后,合金抗拉强度先升高后降低;固溶保温时间(2～5 h)对合金组织与拉伸性能的影响不明显;最优热处理工艺为477℃×4 h固溶处理,而后进行121℃×6 h+177℃×5 h双级时效.热处理后的力学性能:屈服强度为510 MPa,抗拉强度为558 MPa,伸长率为13.6％,电导率为22.7 MS/m.结论 与固溶时间相比,固溶温度对7050铝合金组织和拉伸性能的影响较大,对合理选择航空用7050铝合金锻件的热处理工艺具有指导意义.     

TC4合金斜I型截面环件轧制工艺研究

目的 提升钛合金异型环轧制时的填充效果,提高成形精度,确定轧制型腔对环件成形质量的影响。方法 以TC4合金斜I型截面环件为研究对象,设计了开式与闭式2种轧制型腔,对该环件的轧制过程进行了研究。建立了斜I型截面环件的有限元模型,基于有限元模拟结果全面分析了不同轧制型腔对环件等效应变、温度分布以及型腔填充效果的影响规律。结果 与开式型腔相比,闭式型腔轧制的环件具有更优的等效应变和温度分布,型腔填充情况也明显更优,填充率在96%以上,进而确定了闭式型腔的轧制方式。采用设计的闭式型腔进行了环件轧制试验,试验环件尺寸与模拟结果吻合良好,误差在0.3%以内,同时组织性能均能够满足生产要求。结论 选择闭式型腔轧制可以有效提升钛合金异型环轧制时的填充效果,提高成形精度,提升环件成形质量。     

TC18钛合金热压参数对流动应力与显微组织的影响

通过在700~950℃和应变速率0.001~50s-1条件下的热模拟实验,系统研究了TC18钛合金应变速率、变形温度对变形抗力和显微组织的影响。结果表明:提高变形温度或降低应变速率,可显著降低TC18合金变形过程中的真应力,与单相区相比,两相区变形抗力对温度的变化更为敏感。在α+β区变形时,α相和β相都参与变形,球状初生α沿形变方向略有拉长,β相沿金属流动方向形成纤维组织;β相变点以上温度变形时,β相沿金属流动方向呈纤维状分布,在950℃可以观察到再结晶的等轴β晶粒。