TC4合金辐板机匣裂纹修复工艺研究

发布时间：2021-01-29 01:52

　　辐板机匣是航空发动机中的重要部件,由内环、外机匣和固定支板组成,材质为TC4钛合金。在航空发动机运行周期完毕返修时,其支板裂纹故障达到30%,外机匣基体裂纹故障达到10%,必须修复才能继续使用。本文针对钛合金辐板机匣外环基体和支板裂纹缺陷开展修复工艺研究,根据机匣裂纹形貌及部位,进行等离子弧焊、电子束焊、焊后热处理、喷丸等工艺试样性能试验,并在试验件上进行修复工艺验证。以2mm厚度（与机匣主体厚度相当）的TC4合金锻件试片为试验材料,采用对接电子束焊接,并对电子束焊接试样焊后真空热处理消除应力、焊缝表面喷丸强化进行了工艺研究。采用真空电子束焊接+焊后600℃+2h真空热处理+焊缝表面喷丸处理后的试片,室温拉伸强度和高温拉伸强度均高于标准规定值,延伸率均超过10%以上;高温持久强度达到了标准要求,焊接试样均未发生断裂。采用1.2mm的TC4板材为试验材料进行了对接单层等离子弧焊,并对试片焊后进行充氩保护局部热处理消除应力、焊缝表面抛光进行工艺研究,在普通环境中,采用等离子弧焊焊接试样,焊后采用600℃+1.5h充氩保护热处理,焊缝表面抛光处理。微观组织分析表明焊接接头组织良好,室温拉伸强... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 国内外航空发动机零件修复技术及现状
    1.2 钛合金材料的焊接性能
        1.2.1 气体对钛合金焊接性的影响
        1.2.2 钛合金焊接时易产生的缺陷
    1.3 国内外文献综述的简析
    1.4 主要研究内容
第2章 试验材料与设备
    2.1 试验材料
    2.2 试验设备
第3章 TC4合金裂纹修复试样性能研究
    3.1 锻件TC4合金裂纹修复性能试验
        3.1.1 电子束焊接试验
        3.1.2 焊后消除应力试验
            3.1.2.1 热处理工艺试验
            3.1.2.2 超声冲击去应力试验
        3.1.3 喷丸工艺试验
        3.1.4 力学性能数据
        3.1.5 疲劳性能测试方案
    3.2 板材TC4合金裂纹修复性能试验
        3.2.1 模拟裂纹试样准备
        3.2.2 模拟裂纹试样微束等离子焊接及金相检查
            3.2.2.1 微束等离子焊接试验
            3.2.2.2 金相检查及分析
        3.2.3 真实裂纹试样焊接及焊缝金相检查
            3.2.3.1 微束等离子焊接试验
            3.2.3.2 剖切试样金相检查
        3.2.4 力学性能试验
        3.2.5 感应热处理工艺试验
            3.2.5.1 试验材料
            3.2.5.2 工艺样件及装夹
            3.2.5.3 局部热处理过程温度的热像仪采集
            3.2.5.4 试验样件与试验件局部热处理的加热参数和温度检测
            3.2.3.5 感应加热热处理结果
    3.3 本章小结
第4章 发动机辐板机匣基体裂纹修复工艺研究
    4.1 电子束换段修复工艺
        4.1.1 电子束换段修复方案
        4.1.2 环段电子束焊修复工艺验证
        4.1.3 基体裂纹换段电子束焊修复结果
    4.2 基体裂纹补片修复工艺
        4.2.1 基体裂纹补片修复方案分析
        4.2.2 补片的制作
        4.2.3 电子束焊接补片试验方法
        4.2.4 电子束焊接补片试验过程
        4.2.5 电子束焊接补片试验结果
        4.2.6 局部热处理
    4.3 支板裂纹修复工艺
        4.3.1 支板裂纹修复试验
            4.3.1.1 焊接试验
            4.3.1.2 试验讨论与分析
        4.3.2 支板试验件修复
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历



本文编号：3006067