摘要：运用高温合金强化机理,在FGH97合金标准成分的基础上,调整Co、Cr、Mo、W 4种合金化元素的含量,设计制备了3种合金,以研究合金元素对合金的强化作用。结果表明:调整合金元素含量后,FGH97合金中γ晶格常数获得提高,起到了固溶强化的效果,同时γ/γ′相错配度绝对值的提高增强了共格应变强化的效果;调整合金元素含量对显微组织、γ′相和碳化物等相的析出没有明显影响,没有增强晶界强化和沉淀强化的效果;固溶强化对强度增量的贡献值最高。

摘要：采用数值模拟方法研究杆形件直径和补缩冒口结构对离心铸造TiAl合金杆形件缩孔缺陷的影响,并根据充型和凝固温度场对影响的原因进行分析。结果表明:杆形件直径由16mm增加到20mm,并进一步设计成入口处直径20mm、远端直径16mm的锥形,杆形件补缩通道被阻塞的趋势逐渐减小,用于补缩的金属液温度提高,凝固时间逐渐增长,因而补缩效果提高,杆形件缩孔缺陷水平逐渐降低;基于杆形件的锥形设计,相比无补缩冒口的杆形件,增加环形补缩冒口,充型时金属液顺序凝固趋势减弱,凝固时用于补缩的金属液温度降低,凝固时间缩短,因而补缩效果降低,缩孔缺陷水平略有提高;增加锥形补缩冒口,充型时金属液顺序凝固趋势增强,凝固时用于补缩的金属液温度提高,凝固时间增长,因而补缩效果提高,缩孔缺陷水平降低。优选最佳设计进行了浇注实验,杆形件剖面最大缺陷孔隙率平均值与模拟实验的结果基本一致。

摘要：为了提高粉末高温合金FGH97的拉伸强度,同时保持基础合金良好的塑性、高温持久性能和较好的组织稳定性,通过正交设计和热力学计算,调整了FGH97中Co、Cr、Mo、W 4种固溶强化元素的含量,结合热力学计算结果筛选出3种成分的设计合金,对合金进行显微组织观察、物理化学相分析、室温高温拉伸等力学性能检测,以及长时效热处理试验。结果表明:在FGH97基础上调整成分的设计合金具有更高的室温、高温拉伸强度,实现了很好的强化效果;设计合金塑性损失不明显,还具有更长的高温持久寿命及较好的组织稳定性。

摘要：不锈钢ZG1Cr11Ni2WMoV轴承座铸件内部型腔结构复杂、型腔尺寸小,因此其浇注系统设计难度大。研究了两种不同浇注系统对轴承座铸件质量的影响。结果表明:对于内腔结构复杂,结构尺寸小的铸件,应采用顶注式浇注系统,浇注系统设计时要尽量避免内浇道数量过多或者尺寸过大,同时对厚大部位进行补缩,严格控制内浇道在蜡模组焊时的位置。利用选定方案进行产品试制后,对轴承座铸件进行了生产,产品合格率可以得到保证。

摘要：采用正交设计与有限元模拟相结合的方法对热等静压态的一种新型四代镍基粉末高温合金包覆挤压工艺进行了优化设计,分析了坯料初始温度、挤压速度、模具模角等关键参数对挤压棒材的应变、温度分布及成形载荷的影响。结果表明:随着挤压速度、模角的增大,挤压棒材的温度、应变及挤压载荷升高;随坯料初始温度的升高,挤压棒材温度升高,挤压载荷降低;坯料初始温度、挤压速度对应变分布无影响。基于模拟结果给出的优化热挤压参数为:坯料初始温度1090~1100℃,挤压速度30~40 mm/s,模角40°。采用优化的工艺参数组合进行热挤压试验,获得了晶粒度10级以上的热挤压细晶棒材。

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。

摘要：合金的微观组织与加工方法有关,并进一步决定了合金的力学性能。基于此,采用EBSD、SEM、TEM和准静态高温拉伸试验研究了不同中温轧制变形量与新型镍基高温合金微观组织和高温(760℃)力学性能之间的内在联系。中温轧制变形量的增大会显著提高合金的高温力学性能:相比于固溶+双级时效处理试样的高温力学性能(σ_(y)=860 MPa,σ_(uts)=973 MPa和ε_(f)=3.5%),当中温轧制变形量为10%时,合金的σ_(y)提高了230 MPa,σ_(uts)提高了166 MPa,ε_(f)变化不明显,为4.1%;而当中温轧制变形量为80%时,合金的σ_(y)提高了190 MPa,σ_(uts)提高了165 MPa,ε_(f)大幅度增加,为22.5%。微观组织分析表明,随着中温轧制变形量的增加,合金的主要变形机制由孤立层错剪切向微孪生转变,微孪晶的形成既保证了合金的高温强度,又有利于延伸率的提高,是实现合金高温强塑性匹配的主要原因。本研究为获得良好高温强塑性匹配的镍基高温合金提供了一种新策略。

摘要：为解决钛合金精密铸造产品合格率低、试验优化周期长的问题,以某钛合金异形薄壁件为研究对象,采用逆向工程手段优化浇注系统设计。结合ProCAST有限元分析软件确定铸件缺陷分布位置,依据铸件缩松分布情况对铸造方案进行迭代优化,解决铸件承力板区域缩孔问题。根据优化结果进行生产验证,结果表明,钛合金铸件采用真空熔模铸造方案,铸件上、下端分别设置3处浇/冒口时,模拟结果显示铸件凝固过程整体温度分布合理,铸件中的缩孔均被优化剔除。该工艺方案可行性高,试制件无损检测结果与数值模拟结果吻合度高,铸件成形质量、冶金质量均达到预期效果。

摘要：借助ProCAST软件对涡轮导向器开展工艺设计与数值模拟,深度分析充型-凝固过程的潜在问题及缺陷形成原因。在此基础上,通过调整浇注方式、冒口数量与尺寸、铸件凝固顺序等措施优化了工艺,同时进行了数值模拟。结果表明,优化工艺的充型过程较为稳定,其铸件遵循顺序凝固原则且未形成缺陷,金属利用率由12.13%提高至43.18%,并通过实际铸件对优化工艺进行验证,铸件质量满足EMS52301/2规范要求。