本文關(guān)鍵詞：GH4698渦輪盤等溫鍛造過程中晶粒演化行為及其數(shù)值模擬

  更多相關(guān)文章： GH4698合金 渦輪盤 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶 等溫鍛造

【摘要】：渦輪盤是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零件之一,由于其服役環(huán)境惡劣,因此性能要求十分苛刻。用于制造渦輪盤的高溫合金通常具有合金化程度高、微觀組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn),且由于變形過程中易產(chǎn)生裂紋、鍛造溫度窗口窄等使其成形難度極大;此外,隨著渦輪盤的規(guī)格越來越大,導(dǎo)致其熱加工制造過程中容易出現(xiàn)粗晶、混晶等組織缺陷,進(jìn)而影響其使用性能。因此,獲得高溫合金的熱變形行為并基于此給出熱加工工藝參數(shù)對晶粒組織的影響規(guī)律,是解決渦輪盤制造難題的重要理論支撐。本文以GH4698變形高溫合金為研究對象,利用Gleeble熱力模擬試驗(yàn)機(jī),通過等溫?zé)釅嚎s試驗(yàn)研究了合金在溫度為900~1200°C,應(yīng)變速率為0.001~1s-1范圍內(nèi)的高溫變形行為;并利用DEFORM有限元軟件對某GH4698渦輪盤在等溫鍛造過程中的晶粒演化進(jìn)行了模擬,得到了渦輪盤晶粒細(xì)化的變形條件。主要研究成果如下:(1)隨著變形溫度T的升高和應(yīng)變速率??的降低,流變應(yīng)力明顯降低;當(dāng)變形溫度低于1000°C時(shí),變形試樣表面出現(xiàn)裂紋。(2)獲得了GH4698合金的峰值應(yīng)力預(yù)測模型以及考慮應(yīng)變補(bǔ)償?shù)谋緲?gòu)模型;明確了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)規(guī)律,建立了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸模型。同時(shí)基于動(dòng)態(tài)材料模型,建立了熱加工圖,獲得了合理的熱加工范圍。(3)DEFORM有限元分析結(jié)果表明,若GH4698渦輪盤采用等溫鍛造工藝,在鍛造溫度1050°C、變形速度5mm/s時(shí),鍛件大部分區(qū)域均可獲得細(xì)小的等軸晶晶粒組織。
【關(guān)鍵詞】：GH4698合金 渦輪盤 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶 等溫鍛造
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V263
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 渦輪盤及其常用材料10-12
• 1.1.1 渦輪盤工作特點(diǎn)10-12
• 1.1.2 渦輪盤用高溫合金發(fā)展現(xiàn)狀12
• 1.2 GH4698合金12-13
• 1.3 高溫合金熱變形過程中的晶粒演化13-15
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 GH4698合金熱變形行為研究17-34
• 2.1 試驗(yàn)材料及方案17-18
• 2.1.1 試驗(yàn)材料17
• 2.1.2 試驗(yàn)方案17-18
• 2.2 真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線18-22
• 2.2.1 變形溫度對GH4698合金流變應(yīng)力的影響18-20
• 2.2.2 應(yīng)變速率對GH4698合金流變應(yīng)力的影響20-21
• 2.2.4 應(yīng)變量對GH4698合金流變應(yīng)力的影響21-22
• 2.3 GH4698合金的本構(gòu)方程22-29
• 2.3.1 基于峰值應(yīng)力的本構(gòu)方程建立23-26
• 2.3.2 考慮應(yīng)變補(bǔ)償?shù)谋緲?gòu)方程建立26-29
• 2.4 峰值應(yīng)變模型與動(dòng)態(tài)再結(jié)晶臨界應(yīng)變模型29-32
• 2.4.1 峰值應(yīng)變模型29-30
• 2.4.2 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶臨界應(yīng)變模型30-32
• 2.5 本章小結(jié)32-34
• 第3章 GH4698合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為研究34-54
• 3.1 不同熱變形參數(shù)下晶粒組織演變規(guī)律34-40
• 3.1.1 變形溫度對晶粒組織的影響34-36
• 3.1.2 應(yīng)變速率對晶粒組織的影響36-38
• 3.1.3 應(yīng)變量對晶粒組織的影響38-40
• 3.2 GH4698合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型的建立40-47
• 3.2.1 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)方程40-45
• 3.2.2 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸模型45-47
• 3.3 GH4698合金的熱加工圖47-53
• 3.3.1 功率耗散圖48-50
• 3.3.2 塑性失穩(wěn)圖50-51
• 3.3.3 熱加工圖51-53
• 3.4 本章小結(jié)53-54
• 第4章 GH4698渦輪盤等溫鍛造過程晶粒演化數(shù)值模擬54-64
• 4.1 渦輪盤的鍛造工藝54-55
• 4.2 渦輪盤有限元模型的建立55
• 4.3 渦輪盤等溫鍛造過程中的晶粒演化55-59
• 4.4 工藝條件對晶粒尺寸的影響59-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果68-69
• 致謝69

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫永德;;等溫鍛造鈦合金槍件的研究[J];現(xiàn)代兵器;1982年10期

2 李成功,曾凡昌;俄國等溫鍛造技術(shù)的進(jìn)展[J];航空科學(xué)技術(shù);1996年05期

3 張雙成;;超塑性等溫鍛造新技術(shù)[J];新技術(shù)新工藝;1982年04期

4 周建華,龐克昌,王曉英;航天用鈦合金等溫鍛件的研制[J];上海航天;2003年06期

5 廣鳴;“等溫鍛造”走向產(chǎn)業(yè)化[J];上海工業(yè);2002年03期

6 趙美英,吳伏家;鈦合金彈翼接頭等溫鍛造工藝研究[J];機(jī)械管理開發(fā);2005年06期

7 張廣紅,吳愛國,鄭愛紅;萬噸液壓機(jī)等溫鍛造恒速度控制設(shè)計(jì)[J];液壓與氣動(dòng);2005年04期

8 王淑云;李惠曲;楊洪濤;;粉末高溫合金超塑性等溫鍛造技術(shù)研究[J];航空材料學(xué)報(bào);2007年05期

9 王淑云,李惠曲,黃朝暉,林海,李園春;等溫鍛造Ti-47Al-2Cr-1Nb合金顯微組織細(xì)化機(jī)理[J];航空材料學(xué)報(bào);2002年01期

10 占立水;張華;史國中;葉俊青;鄒偉;;TA15鈦合金支臂近等溫鍛造工藝[J];航空制造技術(shù);2009年10期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 王淑云;楊洪濤;李惠曲;;粉末冶金高溫合金盤件等溫鍛造技術(shù)[A];動(dòng)力與能源用高溫結(jié)構(gòu)材料——第十一屆中國高溫合金年會(huì)論文集[C];2007年

2 勞全海;;鈦合金零件等溫鍛造中幾個(gè)問題[A];塑性加工技術(shù)文集[C];1992年

3 龔小濤;周杰;徐戊嬌;楊帆;石鑫;;鋁合金等溫鍛造技術(shù)發(fā)展[A];第3屆全國精密鍛造學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2008年

4 孟慶通;龐克昌;周建華;;鈦合金機(jī)匣精鍛件等溫鍛造技術(shù)[A];第十四屆全國鈦及鈦合金學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集（下冊）[C];2010年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 通訊員 施平 記者 吳永中;寶鋼集團(tuán)五鋼等溫鍛造技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化[N];中國冶金報(bào);2005年

2 劉玲;安大公司試制成功大型等溫鍛件[N];中國航空報(bào);2004年

3 通訊員 王平;宏遠(yuǎn)公司新品科研攻堅(jiān)亮點(diǎn)紛呈[N];中國航空報(bào);2011年

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1 薛晨;等溫鍛造Ti-22Al-25Nb合金的顯微組織演變與力學(xué)性能研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2014年

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1 曹甫;鋁合金控制臂等溫鍛造工藝與微觀組織數(shù)值模擬[D];吉林大學(xué);2016年

2 徐洪強(qiáng);鋁合金錐齒輪等溫鍛造數(shù)值模擬及模具壽命研究[D];山東大學(xué);2016年

3 劉丹丹;直齒錐齒輪等溫鍛造工藝數(shù)值模擬及精度控制研究[D];山東大學(xué);2016年

4 景陽端;GH4698渦輪盤等溫鍛造過程中晶粒演化行為及其數(shù)值模擬[D];燕山大學(xué);2016年

5 李飛;發(fā)動(dòng)機(jī)鈦合金復(fù)雜結(jié)構(gòu)件等溫鍛造研究[D];中北大學(xué);2008年

6 陳希凱;等溫鍛造過程中溫度軟測量技術(shù)與推斷控制[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

7 朱國興;等溫鍛造Ti-44Al-4Nb-2.2Cr金屬間化合物微觀組織演變與力學(xué)性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

8 孫偉;近等溫鍛工藝參數(shù)對GH4169合金晶粒度及性能影響規(guī)律研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

9 黃湘龍;7A85鋁合金航空接頭等溫鍛造組織演變模擬與實(shí)驗(yàn)研究[D];中南大學(xué);2013年

10 劉大釗;噴射成形超高強(qiáng)鋁合金構(gòu)件等溫鍛造工藝研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

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本文編號：933752