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。     

23Co13Ni11Cr3Mo超高强度钢模锻件锻造工艺研究

利用Gleeble- 1500热模拟试验机对23Co13Ni11Cr3Mo超高强度钢进行了热压缩试验,建立了材料流变应力模型,采用Deform 3D有限元软件对其模锻件锻造成形过程进行数值模拟,研究了不同工艺参数对锻件成形的影响.结果表明:适当增加变形温度,可有效降低材料的变形抗力,增强材料在模腔中的流动性；摩擦因子的减小,能够降低成形载荷,改善难变形区域的成形,使变形更为均匀；变形速率影响锻件的温升,其合理选择对锻件成形有一定影响.     

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.     

基于Simufact数值模拟的2A70铝合金模锻成形及工艺优化

采用Simufact模拟软件对2A70铝合金模锻件成形过程进行模拟以及采用3T模锻锤对该锻件进行生产,研究了该锻件垂直分模面位置等效应变对低倍组织的影响。结果表明:2A70模锻件垂直分模面部位低倍组织晶粒尺寸与Simufact软件进行变形模拟后等效应变具有相同分布特征;2A70铝合金在较大变形和临界变形范围内均产生粗大晶粒,最优变形窗口等效应变为0.2～0.8;采用优化后的坯料尺寸及锻造工艺参数可生产出均匀细小晶粒的2A70铝合金模锻件。     

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.     

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。     

锻造温度和变形量对GH4698合金锻件高温蠕变性能的影响

对GH4698合金在不同锻造温度和变形量下进行了锻造工艺试验,研究了锻件的显微组织和高温蠕变性能并进行了超声波检测,分析了锻造温度和变形量对GH4698合金锻件的组织和蠕变性能的影响规律。结果表明,组织均匀、晶粒相对较大的锻件高温蠕变性能较好,提高锻造温度和控制极限变形量能得到均匀粗大的组织。但温度过高会引起锻件晶粒过大,超声波检测难以达到要求。     

镍基合金大锻件成形过程流变行为与晶粒尺寸预测

基于IN718合金热态成形过程中流动应力软化特征,采用动态再结晶软化本构模型来描述锻造过程中变形-传热-微观组织演变的相互作用。借助DEFORM-3D二次开发,将本构模型和微观演变模型进行耦合,模拟预测了IN718合金在多道次锻造过程中流变行为与晶粒尺寸演变,为大锻件锻造热力参数的合理制定与控制提供了依据。     

1420铝锂合金模锻件锻造工艺的研究

利用高温变形实验，研究了1420铝锂合金在不同变形条件下的变形行为，获得合金的塑性图、变形抗力图、晶粒尺寸－变形程度关系图，确定出合金的锻造工艺参数：锻烧温度为350－420℃，临界变形程度为8％－10％，变形速率以低速为宜。结合实际情况，制定出合理的、经济的1420铝锂合金模锻件成形工艺，即6000t水压机上多方锻开坯→车成锥体→8000t卧式挤压机上终压模成形。生产出的1420合金模锻件尺寸精度高，综合性能优良。     

高筋铝合金航空接头锻件成形工艺研究

采用Deform-3D有限元软件对高筋铝合金航空接头锻件锻压成形工艺进行了仿真分析,获得了成形良好、应变分布均匀的最佳预锻件形状.在实验室压机上开展了缩比锻件的成形工艺实验,研究结果表明:优化的预锻件在模腔中的流动性提高、锻件充填完好、变形均匀、应力应变集中降低,所得锻件流线顺畅、晶粒细小、纤维组织明显、力学性能优良,避免了锻造缺陷;仿真与实验结果吻合,为航空接头锻件设计及成形工艺提供了依据.     

基于Pro/ENGINEER二次开发的筋板类锻件预成形设计

提出一种高筋薄壁类航空锻件预锻成形设计新方法,建立了典型的H型预锻截面数学模型,在Pro/EN-GINEER平台上二次开发了界面友好的预成形设计软件,应用DEFORM-3D有限元软件模拟典型结构件预锻及终锻过程,研究了预成形设计对模锻件变形均匀性及成形载荷的影响。结果表明,预成形设计能使锻件金属流动更加合理,锻件内部的变形更加均匀,同时能降低锻造过程的成形载荷。     

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。     

航天用超大规格GH4169高温合金螺栓热镦工艺

为研究一种航天用超大规格GH4169高温合金螺栓热镦工艺，利用热模拟试验机对材料进行了高温压缩实验，分析了不同变形温度和应变速率对材料变形抗力的影响，并对GH4169高温合金螺栓的热镦成形过程进行了数值模拟，分析了成形过程中等效应力场分布、损伤值分布、金属流线分布、摩擦因数对成形载荷的影响，最后进行了工艺实验。研究结果表明：应变速率一定时，随着变形温度的升高，材料的变形抗力逐渐降低；变形温度一定时，随应变速率的增大，材料的变形抗力逐渐增大；摩擦因数μ=0.3时成形过程中的最大载荷为3.56×10⁶ N,摩擦因数μ=0.5时成形过程中的最大载荷为4.11×10⁶ N。工艺实验得到的GH4169高温合金螺栓锻件充填饱满，尺寸符合要求，未发现锻造缺陷，符合航天领域使用需求。     

多火次热模锻造GH4133A合金晶粒度与组织变化

通过热模锻造技术对GH4133A合金分别进行10%和30%的三火镦粗试验,探索了晶粒度随变形火次的变化规律、变形量对变形机制的影响.结果表明:当以10%变形量锻造时,无论是在1080℃还是在1160℃锻造,晶粒都是随火次增大逐步细化的.而以30%变形量锻造时,二火即累计变形60%时晶粒细化效果最显著,三火时晶粒细化效果不及二火.1160℃时细化效果不及1080℃.GH4133A合金在热模低速条件下是以滑移→孪晶→滑移方式或孪晶→滑移→孪晶→滑移方式进行变形的,且变形温度接近锻造温度区间下部时,多火次小变形同样能细化晶粒.     

TC4钛合金薄壁高筋构件近等温锻造技术研究

研究了TC4钛合金薄壁高筋构件的近等温模锻工艺,合理设计了锻件的尺寸与模具结构,同时利用有限元模拟软件Deform3D对闭式模锻与开式模锻下的预制坯锻造方案以及不同长度的圆棒锻造方案下锻件的成形过程进行了有限元模拟分析,从而对锻造工艺参数进行合理选取。基于近等温锻造工艺,通过多火次、增量变形的方法成形出了质量良好的TC4钛合金精密模锻件。微观组织分析表明,锻件各区域的微观组织均为既存在等轴初生α相,又存在片状β相的双态组织,且晶粒大小比较均匀。相对于原始坯料,经过近等温锻造的锻件的断裂伸长率略微下降,屈服强度变化不大,而抗拉强度与弹性模量比坯料略微上升,力学性能良好。     

铝合金筒形机匣等温锻造模设计

等温锻造方法可有效解决复杂形状的铝合金锻件成形难问题.铝合金筒形机匣是某机型的关键零件,但现有锻造方法较为繁琐,通常为两步法,锻造过程中需要更换凸模,并且成本相对较高.本文在现有锻造方案基础上对筒形机匣的等温锻造模具进行优化改进,应用组合凹模并提出多层水平分模面方案,首次制定出合理的一步成形闭式等温锻造方案,利用DEFORM-3D软件对该成形方案进行数值模拟,获得了较为优化的工艺参数,模拟锻件成形良好,达到了理想效果,为机匣锻件的一步成形工艺提供理论支撑.     

深孔带中间法兰锻件的锻造

深孔带中间法兰锻件由于孔深、壁薄且中间部位带法兰,因此锻造成形难度极大。设计了一种浮动模架,利用弹簧驱动上浮动模座,在螺旋压力机上通过两道成形工步生产深孔带中间法兰锻件。制定了成形工艺,第1工步预锻局部成形,第2工步终锻采用浮动模座热挤压深孔成形。分析了弹簧设计对锻造工艺的影响,选择了合理的弹簧压缩变形量。采用设计的工艺和设备生产该锻件并进行质量检验,结果表明,生产出的产品外形尺寸和粗加工后各尺寸符合图纸规定要求,纤维流线连续流畅,晶粒度达到7级左右,力学性能参数满足用户要求。     

热成形工艺对GH5188钴基高温合金薄板晶界特征分布的影响

采用热处理和热模拟试验探究温度与变形量对GH5188钴基高温合金薄板晶界特征分布的影响,通过电子背散射衍射对不同热成形工艺下的GH5188钴基高温合金进行分析表征,探索优化GH5188钴基高温合金晶界特征分布的工艺。研究表明,热处理温度为1050℃时重合位置点阵(CSL)晶界比例最大,此时样品中产生大量∑3晶界及其他低∑CSL晶界,且有汇聚成晶界团簇的趋势。CSL晶界的数量随着变形量的增大而减少,小角度晶界比例随之增加,孪晶趋向于沿纵向排列。热成形后,∑3晶界比例峰值所对应的温度由1050℃下降至1000℃,热成形条件为1000℃、 10%变形量时, CSL晶界比例最大,达到43%。∑3晶界占CSL晶界总体的70%以上,其特征分布是晶界优化的关键。     

轴承套圈锻件热变形收缩系数的应用

轴承套圈锻件锻造成形后,在冷却过程中会产生热变形收缩,因此需要随时测量终锻时套圈尺寸,但是套圈尺寸热检过程中通常存在误判问题。为了解决套圈尺寸热检误判问题,本文采用数理统计原理回归分析方法,研究了轴承套圈锻件热变形收缩系数的3种计算方法;并对这3种计算方法的误差进行比较后计算出"套圈锻件热检对照表";根据"套圈锻件热检对照表",对锻件锻造成形后尺寸的热检,确保锻件最终冷却后符合工艺尺寸的精度要求。     

铝卡箍模锻优化方案

分析了396系列大功率高速柴油机2项铝卡箍新产品模锻件的锻造工艺性,提出了2项铝卡箍模锻件开发的总体优化方案,制定了2项铝卡箍锻件模锻工艺和锻模设计的具体实施优化方案,达到了2项铝卡箍新产品锻件开发优质、高效和低耗的效果。