摘要：网架结构是近几年发展起来的一种新型轻量化技术,其结构强度和散热效果明显优于其它轻量化结构,由服役温度高的Ni3Al基合金制备而成网架结构部件可以很好地满足新型武器对所用部件减重和提高服役温度的迫切需求。本文针对大推比发动机尾喷口部件开展了Ni3Al基合金网架结构轻量化技术的研究,进行了部件结构设计和强度校核。结果表明,Ni3Al基合金网架结构可实现部件30%的减重,其功能和强度可满足服役要求,为Ni3Al基合金网架结构技术在大推比航空发动机上的应用提供了新的思路。

摘要：K4648合金梁为某型号航空发动机尾喷口的核心部件,采用无余量精密铸造工艺铸造而成。该部件为大尺寸中空盲管薄壁件,长度约450mm,管壁厚2.5~3mm。该铸件在铸造过程极易产生疏松和裂纹缺陷,冶金质量难以控制,此外该部件在铸造过程中变形较大,尺寸精度控制困难。针对该部件冶金质量控制及变形等问题,本文对梁部件熔模制备方案、浇注系统设计、浇注工艺及铸件校形工艺等方面进行了系统的研究,研制的K4648合金梁铸件冶金质量优良、尺寸精确。

摘要：涡壳体是某大型运载火箭的重要部件。由于其形状复杂,壁厚差较大,铸造凝固过程易出现疏松缩孔等缺陷,铸造难度较大。设计采用了可溶性型芯形成涡形流道型腔的方案以及冷蜡块二次成形技术,制备出了涡壳体整体蜡模;采用硅溶胶陶瓷型壳,设计合理的浇注系统,确定合理的浇注工艺参数,成功浇注出了符合技术要求的涡壳体铸件。

摘要：模拟了GH4169合金电渣重熔凝固过程参数的变化,分析了熔速变化对凝固过程参数的影响。模拟结果表明:凝固过程参数随熔速的增大逐渐增大,随冷却速度增大,沿重熔锭中心至边缘凝固过程参数逐渐减小;熔速≤0.06kg/s时不产生黑斑偏析;局部凝固时间、二次枝晶间距、Rayleigh数变化趋势一致,在判断凝固组织优劣方面是等同的。计算模拟结果与实验结果吻合良好,能够预测不同工艺条件下缺陷的产生及程度,能够设计和优化现有的工艺并改进钢锭质量。

摘要：借助模拟软件MeltFlow,模拟了GH4169合金电渣重熔凝固过程参数的变化,分析了渣高变化对凝固过程参数的影响。模拟结果表明:凝固过程参数随渣高的增大呈"W"状,凝固过程参数沿重熔锭中心至边缘随冷却速度增大逐渐减小;渣高为160 mm时凝固过程参数最佳;局部凝固时间、二次枝晶间距、Rayleigh数变化趋势一致,在判断凝固组织优劣方面是等同的;计算模拟结果与实验结果吻合良好,能够预测不同工艺条件下缺陷的产生及程度,能够设计和优化现有的工艺并改进钢锭质量。

摘要：本文介绍了在高温合金燃机叶轮铸造过程中采用数值模拟技术,模拟了不同浇注温度条件下凝固过程中可能出现的缺陷。结果显示:采用数值模拟技术能够比较准确的预测缩孔疏松缺陷产生的部位,提供了工艺改进的方向。通过采用球形浇冒口、合适的径高比、局部保温措施等方法,解决了涡轮轴疏松的问题,获得了冶金质量优异的涡轮叶轮,很好的满足了设计和使用的要求。

摘要：为了研究固溶温度对GH4099合金环锻件显微组织和力学性能的影响,设计了环轧后锻件固溶处理温度为1080、1100和1120℃,保温时间均为1h,时效处理制度为900℃条件下保温5h的热处理试验,并开展相关的组织分析和力学性能测试。采用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针显微分析(EPMA)、JMatpro软件计算和力学实验检测等手段研究了不同固溶温度下GH4099合金环锻件的显微组织和力学性能。结果表明,1080、1100和1120℃固溶处理后γ'相的平均尺寸分别为47.3、48.5和49.3nm,体积分数分别为30.1%、31.0%和29.9%,由此可见,固溶温度对γ'相的尺寸、含量及分布影响不大。随着固溶温度的升高,合金硬度呈下降趋势。晶内颗粒状M_(23)C_(6)随着固溶温度的上升逐渐发生回溶,当温度达到1120℃时,晶内M_(23)C_(6)几乎完全回溶。固溶温度在1100℃以下时,晶粒细小,组织均匀;固溶温度在1100℃以上时,晶粒尺寸出现明显的长大现象,并且经时效处理后,M_(23)C_(6)型碳化物呈链状析出于晶界,使晶界由平直状变为弯曲状,弯曲晶界显著提升了合金的持久寿命。持久试样断口附近晶粒组织被拉长,晶界处存在大量的孔洞,该现象表明沿晶断裂为该合金裂纹萌生和扩展的主要机制。此外,1120℃固溶处理时,合金内部组织不均匀,出现混晶现象;由此可知,GH4099合金环锻件的最佳固溶处理温度为1100℃。

摘要：X型拉杆精密铸件为大尺寸中空盲管结构件,为某航空发动机重要部件,采用熔模铸造工艺铸造而成。该铸件长度约410mm,管壁厚2.5mm,由于铸件的结构特殊性,决定了必须使用大尺寸整体陶芯的蜡模成型方案,从而实现在研制过程中,陶芯与蜡模模具的匹配问题,铸件尺寸精度的保证;针对这些问题,对X型拉杆模具收缩设计、浇注系统数值模拟等方面进行了系统研究,采用Procast软件对X型拉杆铸件铸造工艺参数的模拟结果与实物浇注缺陷吻合,研制的K424合金X型拉杆铸件冶金质量优良、尺寸精确,满足了使用要求。

摘要：金属间化合物是由2种或2种以上金属元素或金属元素与类金属元素按照一定原子比组成的化合物。共价键、金属键共存的特点使得金属间化合物在较长范围内存在长程有序的超晶格结构。在高温下,金属间化合物的位错迁移率相对降低,从而具有较高的高温强度。典型的结构金属间化合物如Ti-Al、Ni-Al、Nb-Si有着优异的高温强度和较低的密度,非常适合应用于航空航天器的高温结构件中。但此类材料也存在室温断裂韧性较低、高温抗氧化性能差等问题,使其在应用上受到限制,也成为该领域研究的难点与重点。本文着重介绍近年来我国Ti-Al、Ni-Al、Nb-Si系结构金属间化合物基合金在高温强化、增韧、抗氧化、制备技术等方面的研究进展与应用现状。

摘要：变形高温合金在发动机涡轮盘等领域应用广泛,目前涡轮盘受到低通量、小粒径砂粒的高速冲蚀产生的磨损现象引起人们的大量关注。本研究针对两种变形高温合金材料GH720Li和GH738,采用SiO2颗粒作为冲蚀粒子,通过改变冲击角度及冲蚀速度,研究实验材料的固体颗粒冲蚀磨损特性。冲击角度分别为:30°, 60°, 90°,冲蚀速度分别为:25, 55 m·s-1。同时,通过ANSYS LS-DYNA有限元模拟软件建立冲蚀磨损动态模型,研究在非线性材料模型中,单颗粒冲击靶材表面时,冲击角度、冲蚀速度对其表面的弹塑性行为的影响。通过实验结果与冲蚀FEM (finite element method)模型的综合分析得出,变形高温合金在受冲蚀磨损过程中,其冲蚀磨损量(损伤速率)和磨损表面变形中有效应力变化有关,并且都与冲蚀速度和冲击角度的依赖关系明显,表明在冲击角度和冲蚀速度的配合下的"切削磨损"和"变形磨损"机制与材料表面与次表层变形行为有内在关系。这为涡轮盘材料与结构设计提供基础数据。