摘要：为了提高发动机转动盘件的服役性能,增加性能富裕度,对某发动机用tc17钛合金盘锻件原始固有方案的成形过程、微观组织、力学性能进行分析,发现原始方案的预制坯设计不合理,导致盘锻件的等效应变和组织分布不均匀,并使得盘锻件的塑性和低周疲劳性能偏低。针对这一问题,采用有限元模拟进行预制坯结构优化,进一步提升盘锻件的变形均匀性和组织性能水平。经优化后,锻件变形的不均匀性得到明显改善,而且锻件各部位的组织分布均匀、形貌特征合理,原始β晶粒呈拉长状,没有或者有少量β再结晶晶粒、晶界弯折、晶内为网篮结构。力学性能测试结果表明,优化方案生产的盘锻件的塑性和低周疲劳性能优于原始方案,而且优化后盘锻件各部位的力学性能分散度较小、稳定性较好。

摘要：目的研究tc17合金双性能盘目标应变分布下的预成形形状优化设计方法。方法采用拉丁超立方试验设计方法对预成形形状设计变量抽样选取样本点,并通过Deform有限元数值模拟获得样本设计变量下的局部应变分布。以局部应变分布与目标应变分布之间的方差最小为目标函数,采用Kriging方程建立近似替代模型预测响应应变误差,并结合遗传算法,以锻件的充填率及材料利用率为约束条件,优化设计预成形形状。结果近似替代模型预测的应变误差与基于有限元数值模拟计算获得的应变误差之间的最大相对误差和最小相对误差分别为10.8%和0.01%。结论这表明Kriging近似替代模型在预测响应应变误差时的精度较高,具有较好的可靠性,采用优化后的预成形形状经多道次等温锻造后的等效应变分布满足目标应变分布的设计要求。

摘要：研究通过理论与实践相结合的方式对普通β锻成形的tc17合金盘轴类锻件进行了几何性和工艺性分析,进而基于CAD/CAE一体化设计平台开展了工艺优化设计,并根据优化的工艺进行了生产试造,实现了小设备干大活并获得良好的组织性能。通过总结分析积累生产经验,丰富了理论体系并为后续类似产品生产提供可靠的技术支撑。

摘要：电子束焊接构件广泛应用于航空发动机关键部位,其需要满足长寿命与高可靠性的设计要求.针对tc17合金电子束焊接接头,采用旋转弯曲疲劳试验方法,获得焊接接头的高周疲劳性能,同时利用电子扫描电镜对疲劳断口进行微观观察,探明焊接接头的高周疲劳裂纹萌生和扩展机理.结果表明,tc17合金电子束焊接接头在10~7周次的疲劳强度为450 MPa,约为母材强度的81%,试样失效位置均位于焊缝区;试样表面最大应力与内部气孔缺陷处应力集中形成竞争机制,在10~5~10~7周次内,裂纹萌生于内部气孔,在10~7周次后,裂纹萌生于试件表面;试样断口显示出明显的穿晶断裂区和沿晶断裂区,疲劳寿命随沿晶断裂区的应力强度因子下降而增加;气孔面积及真实应力为影响疲劳寿命的主要因素,气孔处应力强度因子与疲劳寿命呈线性下降关系.

摘要：为研究激光冲击强化(LSP)叶片前缘抗外物损伤(FOD)性能,设计截面尺寸近似叶片前缘的缺口模拟件。采用YAG激光器(30 J和15 ns)和方形光斑(4 mm×4 mm)对tc17模拟件的缺口尖端进行双面LSP。采用X射线衍射仪、透射电镜、高频疲劳试验机和扫描电镜分别对LSP前后的残余应力、微观组织、疲劳性能和疲劳断口进行测试分析。结果表明,与未强化缺口模拟件相比,LSP-tc17合金的表面残余压应力最大值为-403MPa。LSP-tc17合金表面形成高密度位错、孪晶和纳米晶。LSP-tc17缺口模拟件的疲劳强度提高55.6%。tc17缺口模拟件的疲劳强化机理为高幅残余压应力和表面纳米晶。研究结果为LSP-FOD叶片奠定理论基础并提供工艺参考。

摘要：对tc17合金整体叶盘的锻件图、锻造毛坯的形状和模具结构及等温锻造工艺进行了研究,结果表明采用等温锻造工艺可生产出表面光洁、外形尺寸精确的钛合金整体叶盘等温锻件,锻件将叶盘和叶片作为一个整体,达到了设计减重的要求。锻件金属流线分布合理,组织、性能满足要求。