【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及航空發動機用整體葉環鍛件制造，具體涉及一種gh4169合金整體葉環類鍛件軋制成形及鍛件冶金質量評估方法。
技術介紹
1、為了進一步降低航空發動機的結構重量，提升航空發動機的推重比和綜合性能，gh4169整體葉環開始在航空發動機上獲得應用。對于此類環+葉片新結構鍛件，其成形方式也從環件軋制成形和葉片模鍛成形改為葉環類鍛件整體軋制成形。因此，考慮到整體葉環鍛件要同時兼顧環件部位和葉片部位的組織和力學性能，現行的gh4169合金普通環件軋制工藝顯然無法滿足要求，需要開發適用于葉環類鍛件整體軋制成形的工藝，優化道次變形量分配和變形溫度，使之與葉環類鍛件組織性能要求相匹配。
2、除了成形工藝，目前gh4169合金整體葉環類鍛件也缺少專用的冶金質量評估方法，只能采用普通gh4169合金環形件標準進行驗收，主要檢測室溫硬度、室溫拉伸、650℃高溫拉伸、650℃/690mpa高溫持久和高低倍組織。然而，上述冶金質量評估方法存在明顯弊端，gh4169合金環形鍛件的性能試樣主要沿弦向切取，而對于葉片主要檢測長度方向力學性能，即環形鍛件的徑向。由于軋制導致變形流線的存在，導致鍛件不同方向上的力學性能可能存在一定差異。因此，目前采用的冶金質量評估方法不能實現對gh4169整體葉環類鍛件冶金質量的完全控制。
技術實現思路
1、為解決上述技術問題，本專利技術提供一種gh4169合金整體葉環類鍛件軋制成形及鍛件冶金質量評估方法；具體技術方案如下：
2、一種gh4169合金整
3、步驟一：確定gh4169合金整體葉環鍛件圖
4、根據gh4169合金整體葉環零件設計圖，確定鍛件結構和尺寸；
5、步驟二：確定gh4169合金棒材規格
6、根據體積不變原則計算棒材的下料重量，原材料棒材的體積v可近似等于環形鍛件的體積加上沖孔芯料的體積：
7、
8、棒材的重量為其中d0、h0分別棒材的直徑和高度，ρ為gh4169合金的密度；
9、步驟三：設計gh4169合金整體葉環類鍛件成形工藝
10、鍛件成形工藝路線為鐓粗→沖孔→擴孔→軋制；
11、步驟四：成形工藝模擬仿真驗證
12、為保證仿真結果準確，在有限元仿真軟件中自建gh4169合金材料數據庫，構建整體葉環軋制有限元仿真模型，對軋制成形過程進行仿真，預測可能存在的鍛造缺陷，以及最終變形量和終軋溫度能否滿足工藝要求；
13、步驟五：gh4169合金整體葉環類鍛件試制
14、將棒材加熱至1020℃后保溫，然后進行鐓粗、沖孔；回爐重新加熱至1000℃，保溫時間減半，將環坯擴孔、軋制至鍛件圖規定尺寸，空冷至室溫；然后對gh4169合金整體葉環類鍛件進行熱處理；
15、步驟六：gh4169合金整體葉環類鍛件冶金質量評估
16、在解剖件上取樣，分別進行硬度、室溫拉伸、高溫拉伸、高溫持久和高低倍組織的檢測。
17、所述的一種gh4169合金整體葉環類鍛件軋制成形及鍛件冶金質量評估方法，其優選方案為，步驟一中，由于整體葉環屬于新結構鍛件，為了保證鍛件能夠滿足后續機加工需求，鍛件采用矩形截面，沿零件最大外形尺寸單邊余量控制在10～15mm，從而獲得整體葉環鍛件尺寸，包括外徑d、內徑d和軸向高度h。
18、所述的一種gh4169合金整體葉環類鍛件軋制成形及鍛件冶金質量評估方法，其優選方案為，步驟三中，為了整體葉環鍛件能夠兼顧環部和葉片部位的性能，保證最后一道軋制變形量控制在15％～40％；根據最終變形量依次確定前序工序的變形量分配；在軋制溫度方面，鐓粗、沖孔采用1火完成，始鍛溫度為1020℃，為保證性能，最終軋制溫度設置為1000℃。
19、與現有技術相比，本專利技術具有如下有益技術效果：
20、本專利技術的技術方案能夠滿足航空發動機對gh4169整體葉環鍛件的應用需求。首先根據零件圖，確定鍛件的形狀和尺寸，通過理論計算確定gh4169合金棒材的規格和尺寸。基于最終變形量和變形溫度控制進行成形工藝設計并開展有限元仿真驗證。按工藝方案進行鍛件試制，并按本專利技術提出的冶金質量評估方法進行驗收，最后驗證標準技術指標與成形工藝的匹配性；解決目前gh4169合金整體葉環類鍛件整體軋制工藝不匹配以及現有取樣方向不能完全實現鍛件的冶金質量控制的問題。從而實現gh4169合金整體葉環類鍛件冶金質量控制水平的提升，提高整體葉環零件質量可靠性，保障航空發動機飛行安全。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種GH4169合金整體葉環類鍛件軋制成形及鍛件冶金質量評估方法，其特征在于：首先根據零件圖，確定鍛件的形狀和尺寸，通過理論計算確定GH4169合金棒材的規格和尺寸；基于最終變形量和變形溫度控制進行成形工藝設計并開展有限元仿真驗證；按工藝方案進行鍛件試制，通過該冶金質量評估方法進行驗收；具體包含以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種GH4169合金整體葉環類鍛件軋制成形及鍛件冶金質量評估方法，其特征在于：步驟一中，由于整體葉環屬于新結構鍛件，為了保證鍛件能夠滿足后續機加工需求，鍛件采用矩形截面，沿零件最大外形尺寸單邊余量控制在10～15mm，從而獲得整體葉環鍛件尺寸，包括外徑D、內徑d和軸向高度H。
3.根據權利要求1所述的一種GH4169合金整體葉環類鍛件軋制成形及鍛件冶金質量評估方法，其特征在于：步驟三中，為了整體葉環鍛件能夠兼顧環部和葉片部位的性能，保證最后一道軋制變形量控制在15％～40％；根據最終變形量依次確定前序工序的變形量分配；在軋制溫度方面，鐓粗、沖孔采用1火完成，始鍛溫度為1020℃，為保證性能，最終軋制溫度設置為1000℃。>...
【技術特征摘要】
1.一種gh4169合金整體葉環類鍛件軋制成形及鍛件冶金質量評估方法，其特征在于：首先根據零件圖，確定鍛件的形狀和尺寸，通過理論計算確定gh4169合金棒材的規格和尺寸；基于最終變形量和變形溫度控制進行成形工藝設計并開展有限元仿真驗證；按工藝方案進行鍛件試制，通過該冶金質量評估方法進行驗收；具體包含以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種gh4169合金整體葉環類鍛件軋制成形及鍛件冶金質量評估方法，其特征在于：步驟一中，由于整體葉環屬于新結構鍛件，為了保證鍛件能夠滿足后續機加工...
【專利技術屬性】
技術研發人員：蘇宇，趙興東，譚志剛，李昌永，國振興，
申請(專利權)人：中國航發沈陽黎明航空發動機有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。