Ti-48Al-2Cr-2Nb电化学溶解特性及叶片电解加工试验研究

发布时间：2024-12-19 07:01

　　随着航空发动机对推重比指标要求的不断提高,镍基高温合金已无法满足发动机进一步减重的需求。TiAl金属间化合物是一种低密度、高强度、使用温度高且具有阻燃性能的优质合金,被认为是替代镍基高温合金的理想材料。然而该合金室温塑性低,机械加工表面会出现微裂纹,尖锐处会出现崩碎,因此加工非常困难。电解加工不受材料力学性能的影响,加工效率高且工具无损耗,是加工TiAl金属间化合物理想的加工技术。本文针对已在航空发动机涡轮叶片上获得应用的Ti-48Al-2Cr-2Nb（TiAl4822）金属间化合物开展电化学溶解特性研究,并以两类典型航空发动机叶片为研究对象,对复杂型面叶片开展加工试验研究,研究主要包含以下几个方面:（1）掌握了TiAl4822材料的电化学溶解特性。通过TiAl4822在NaCl和NaNO₃电解液中的极化曲线、电化学阻抗谱（EIS）和电流效率曲线,研究了材料电解加工参数范围及不同电解液条件下的溶解特性。在此基础上开展了单因素工艺试验,摸索了加工电压、进给速度、电解液温度、占空比和频率等加工参数对加工间隙、表面粗糙度和在小电解加工面积下,单位时间内材料去除体积的影响,...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 TiAl金属间化合物概述
    1.2 TiAl金属间化合物零件制造技术
        1.2.1 铸造成形技术
        1.2.2 锻造成形技术
        1.2.3 切削加工技术
        1.2.4 电解加工技术
    1.3 TiAl4822在航空发动机中的应用
    1.4 研究意义与本文主要内容
        1.4.1 课题研究意义
        1.4.2 课题研究内容
第二章 TiAl电解加工电化学特性研究
    2.1 试验对象
    2.2 电解液中阳极极化曲线特征
        2.2.1 极化曲线原理及实验方案
        2.2.2 不同浓度电解液阳极极化特性
        2.2.3 溶解特性对比分析中电解液浓度选择
    2.3 电化学阻抗谱测量
        2.3.1 电化学阻抗谱及实验方案
        2.3.2 电化学阻抗谱结果分析
    2.4 电流效率
        2.4.1 电流效率测量原理
        2.4.2 电流效率测量结果
    2.5 单因素试验
        2.5.1 单因素试验设计
        2.5.2 单因素试验装夹
        2.5.3 工艺指标与样品检测
        2.5.4 单因素试验结果
    2.6 样件分析
    2.7 电解产物粘度分析
        2.7.1 粘度试验原理
        2.7.2 粘度试验结果
    2.8 本章小结
第三章 两种电解液条件下TiAl叶片电解加工比较试验
    3.1 脉冲电解加工设备介绍
        3.1.1 电解加工机床
        3.1.2 机床控制系统
        3.1.3 脉冲电源
        3.1.4 电解液循环系统
    3.2 典型航空发动机TiAl叶片夹具设计
        3.2.1 叶片与毛坯结构
        3.2.2 叶片加工方案
        3.2.3 流场设计
        3.2.4 夹具设计及阴极设计
    3.3 叶片型面电解加工试验
        3.3.1 NaCl电解液条件下的叶片电解加工试验
        3.3.2 NaNO₃电解液条件下的叶片电解加工试验
        3.3.3 电解加工分析
    3.4 本章小结
第四章 大尺寸TiAl叶片电解加工可行性试验
    4.1 大面积电解加工难点分析
    4.2 大尺寸叶片的低频小占空比脉冲电解加工方法
    4.3 电解加工对象
    4.4 叶片加工方案
    4.5 夹具及阴极设计
    4.6 叶片电解加工试验
        4.6.1 电解加工工艺参数选择
        4.6.2 电解加工结果分析
    4.7 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文研究工作总结
    5.2 未来研究工作展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：4017844