GH4169合金静子叶片辊轧工艺研究

发布时间：2020-05-20 02:12

【摘要】：发动机叶片具有承受载荷大、制造精度高以及叶片材料的合金化程度高、难成形、难加工等特点。由于叶片的型面扭曲大,截面多,型面尺寸复杂,采用传统的铣削加工方式刀具损耗较大,加工周期长。采用电化学加工型面时小半径的进排气边缘难以成形,并且电化学加工对环境污染重,成本较高。采用辊轧工艺加工叶身型面时能够简化型面工序,缩短加工周期,加工成本低,并且能够提高叶片的性能。叶片辊轧工艺需要合适的叶片坯料和高精度的辊轧模具,需要适当的辊轧变形量来保证叶片的力学性能,需要辊轧设备调整技术来保证尺寸精度,还需要合适的热处理制度使叶片的最终性能能够满足复杂环境的适用要求。本文研究了影响辊轧成形的三个主要因素,确定了静子叶片辊轧成形工艺。叶片坯料的设计首先通过坐标系建立,之后进行盆向型面展平,型面坐标转化,叶根和叶尖截面余量加放、进排气边缘延伸等操作,最后完成坯料设计。在叶片毛坯的基础上,对叶型各截面的数据点进行提取,然后按照模具各截面的坐标系分别导入,完成平板叶片型面向回转模具型面的转化工作。由此得到模具型腔型面,最后根据设备连接参数完成辊轧模具安装模块设计,通过将型腔和安装模块组合,完成模具设计。通过不同辊轧变形量的试验,发现随着辊轧变形量的增加叶片硬度逐渐增高,当变形量为50%时,叶片的硬度值达到最高,之后略微下降。在辊轧变形量较小时,δ相开始在晶界和晶内少量析出,随着变形量的增加,晶粒变形拉长,产生纤维组织,δ相在纤维组织附近大量析出,以短棒状和粒状存在。随着叶片辊轧变形量的增大,叶片的塑性逐渐降低,延伸率随之降低。叶片经过辊轧变形之后,基体中产生了轧制织构,随着变形量的增加,位错密度增加,使得位错运动困难,叶片的变形抗力增大,屈服强度和抗拉强度随之增加。对辊轧叶片进行了不同条件的固溶处理,发现在990℃温度下保温60min之后空冷,可以降低加工硬化现象,便于后续精轧成形。成品叶片经过720±10℃保温8h→620±10℃保温8h时效处理之后,叶片性能达到适用要求。
【图文】：

高温合金,叶片

图 1-1 国外高温合金冷轧叶片[10]空中的应用压的工作环境，所以叶片对于金、高温合金。GH4169 合金片中。纪五十年代由美国通用电气公中期，对于 GH4169 合金的研法，以及各强化相析出、长大究被铸造合金和高热稳定性合相关技术的发展使材料热加过延长退火时间，改善了合金工艺(DA)，利用超细晶粒成形开始仿制 Inconel718，并将其领域用于Φ 300mm 以下的盘形

示意图,辊轧,变形区,示意图

图 1-2 辊轧变形区示意图图 1-3 叶片侧弯示意图形之后叶片内部存在大量的附加应力，主要是因为在辊压过程变形是不均匀的，导致叶片各部分的变形量和变形情况均出现动快，，有的部分流动慢。但叶片本身是一个整体，各晶粒之间互制约。在力学上表现为流动快的部分对流动慢的部分起拉力部分则要受到来自慢的部分给予的压力作用。这种由于叶片各流动和叶片的整体性的原因而在其内部产生的互相平衡的内里辊轧时不仅沿叶型各处变形程度不等，同时由于内外流动阻力处，表面和内部的变形程度也不一样。沿叶片纵向，则表现为
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG335

【参考文献】