TC4合金风扇叶片锻造工艺及组织性能研究

发布时间：2021-05-08 02:01

　　钛合金具有良好的综合性能,作为飞机发动机的主要材料,已广泛应用于航空工业。随着航空工业的不断发展,航空发动机各项指标要求越来越高,钛合金关键零部件的高性能化、大型化和整体化成为军机提高可靠性、轻量化和高性能的重点发展方向。钛合金属于难变形材料,其熔点高、变形抗力大、流动性差,成形十分困难,其组织性能对加工过程十分敏感,导致钛合金锻造成形比其他材料难度大。本项目以TC4合金风扇叶片锻件研制及零件制造为目标,根据风扇叶片锻件的结构特点,开展了锻造工艺过程模拟,制定了风扇叶片四火制坯和一火模锻的锻造工艺路线,并进行锻件锻造工艺参数优化和热处理工艺参数优化等研究。通过Deform数值模拟软件对四火制坯和一火小余量精锻过程进行了数值模拟,得到了叶片锻造各个工步中等效应变的分布和温度变化规律。四火制坯过程中等效应变最大出现在叶身部位坯料,温度最高出现在第二火,其余火次温度比较均匀,没有出现明显的局部高温。一火小余量模锻过程中应变和温度分布均匀,升温较小,坯料均匀的充满模具型腔,阻尼台和叶冠部位最后成形。通过不同制坯温度和模锻温度的锻造工艺参数组合加工了四组锻件,零件解剖后进行了金相试验、室温和40... 

【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】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 风扇叶片成形方法
        1.2.2 风扇叶片精密锻造研究现状
        1.2.3 钛合金热精锻研究现状
        1.2.4 钛合金组织性能研究现状
    1.3 本课题研究内容
第2章 TC4 合金风扇叶片锻件成形过程的模拟
    2.1 引言
    2.2 建立有限元模型
        2.2.1 几何模型
        2.2.2 网格划分
        2.2.3 材料模型
        2.2.4 模拟参数设置
    2.3 叶片锻件制坯过程模拟
        2.3.1 第一火制坯模拟
        2.3.2 第二火制坯模拟
        2.3.3 第三火制坯模拟
        2.3.4 第四火制坯模拟
    2.4 叶片锻件模锻过程模拟
    2.5 本章小结
第3章 TC4 合金风扇叶片锻造工艺
    3.1 引言
    3.2 实验材料
    3.3 试验方案
    3.4 试验过程
    3.5 试验结果与分析
        3.5.1 组织观察
        3.5.2 力学性能
        3.5.3 锻件超声波探伤和X射线检验
    3.6 本章小结
第4章 锻件热处理工艺制度研究
    4.1 引言
    4.2 试验方案
    4.3 试验结果与分析
        4.3.1 退火后叶片组织性能检测
        4.3.2 去应力退火后叶片残余应力检测
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]热处理对TC4-DT钛合金棒材组织和力学性能的影响[J]. 史小云,高玉社,王文盛.  热加工工艺. 2013(14)
[2]钛及钛合金的热加工[J]. 张利军,常辉,薛祥义.  热加工工艺. 2013(02)
[3]世界钛及钛合金的应用研究进展[J]. 冯颖芳.  世界有色金属. 2012(04)
[4]航空结构用新型高性能钛合金材料技术研究与发展[J]. 朱知寿.  航空科学技术. 2012(01)
[5]等温退火对ZTC18钛合金组织与性能的影响[J]. 刘昌奎,赵红霞,南海,刘德林,何玉怀.  失效分析与预防. 2009(04)
[6]Ti-1300合金的热变形行为研究[J]. 赵映辉,葛鹏,赵永庆,杨冠军,汶建宏.  稀有金属材料与工程. 2009(01)
[7]锻造工艺对TC4-DT和TC21损伤容限型钛合金疲劳裂纹扩展速率的影响[J]. 王新南,朱知寿,童路,周宇,周晓虎,俞汉清.  稀有金属快报. 2008(07)
[8]叶片精密锻造技术的发展现状及其展望[J]. 钟杰,胡楚江,郭成.  锻压技术. 2008(01)
[9]原位自生非连续增强钛基复合材料的研究现状与展望[J]. 耿林,倪丁瑞,郑镇洙.  复合材料学报. 2006(01)
[10]叶片锻造技术的现状与发展趋势探讨[J]. 熊爱明,薛善坤,李晓丽,李淼泉,朱自强.  机械科学与技术. 2001(06)

博士论文
[1]增强体准连续网状分布钛基复合材料研究[D]. 黄陆军.哈尔滨工业大学 2010

硕士论文
[1]快速凝固钛合金的组织与性能研究[D]. 娄军.沈阳大学 2012
[2]汽轮机叶片模锻工艺CAD与模锻过程有限元分析[D]. 曹竟成.燕山大学 2006



本文编号：3174455