FGH97粉末高温合金盘件组织性能研究
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真空粉末锻造成型FGH95合金的流变行为和组织演变李楠;陈竞炜;曲敬龙;贾建;盛利文;杨树峰【期刊名称】《航空材料学报》【年(卷),期】2024(44)2【摘要】利用Gleeble-3800热模拟试验机对真空粉末锻造成型FGH95合金的高温变形行为进行研究,在变形温度为1090~1170℃、应变速率为0.01~10 s^(−1)条件下进行热压缩实验,得到相应条件下流变应力-应变曲线,采用EBSD分析变形条件对真空粉末锻造成型FGH95合金微观组织演变的影响。
在考虑温度、应变速率、应变量对合金流变行为的影响后,选择Arrhenius方程建立真空粉末锻造成型FGH95合金的本构模型,得出真空粉末锻造成型FGH95合金的材料参数,拟合出材料参数和应变量之间的关系并对得出的本构方程进行验证。
结果表明:采用真空粉末锻造成形工艺制备的FGH95合金,在热变形过程中的流变应力随着温度的升高而减小,随着应变速率的升高而升高。
变形后组织内的再结晶晶粒的尺寸随着温度的升高而减小,随着应变速率的降低而增大。
经过计算得出变形激活能Q为685.7787 kJ·mol^(−1),真空粉末锻造成型FGH95合金流变应力的预测值和实验值的误差为6.33%,预测值和实验值吻合较好。
【总页数】10页(P133-142)【作者】李楠;陈竞炜;曲敬龙;贾建;盛利文;杨树峰【作者单位】北京科技大学冶金与生态工程学院;中国航发湖南动力机械研究所;北京钢研高纳科技股份有限公司;株洲万融新材科技有限公司【正文语种】中文【中图分类】TG146.15【相关文献】1.置氢TC4钛合金粉末烧结材料高温流变行为及组织演变2.粉末冶金Cu-15Ni-8Sn合金时效组织的演变行为3.时效制度对挤压+锻造工艺路线FGH95粉末高温合金组织和性能的影响4.置氢TC21合金粉末烧结材料高温流变行为及组织演变5.2219铝合金环轧过程流变行为及组织演变多尺度数值仿真因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
第15卷 第8期 精 密 成 形 工 程2023年8月JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING121收稿日期:2023-05-22 Received :2023-05-23基金项目:国家科技重大专项(J2019-VII-0005-0145);稳定支持基础研究领域青年团队计划(YSBR-025)Fund :National Science and Technology Major Project of China (J2019-VII-0005-0145); CAS Project for Young Scientists in Basic Research (YSBR-025) 作者简介:李若辰(1997—),男,硕士生。
Biography :LI Ruo-chen (1997-), Male, Postgraduate. 通讯作者:卢正冠(1990—),男,博士,助理研究员,主要研究方向为粉末冶金成形。
Corresponding author :LU Zheng-guan (1990-), Male, Doctor, Assistant researcher, Research focus: powder metallurgy forming. 引文格式:李若辰, 卢正冠, 吴杰, 等. 原始颗粒边界对粉末热等静压成形FGH97合金性能的影响[J]. 精密成形工程, 2023, 15(8): 121-128.LI Ruo-chen, LU Zheng-guan, WU Jie, et al. Effect of PPBs on Properties of FGH97 Alloy Prepared by Powder Metallurgy Hot 原始颗粒边界对粉末热等静压成形FGH97合金性能的影响李若辰1,2,卢正冠1,吴杰1,徐磊1(1.中国科学院金属研究所 师昌绪先进材料创新中心,沈阳 110016;2.中国科学技术大学 材料科学与工程学院,沈阳 110016)摘要:目的 基于粉末冶金近净成形工艺,研究原始颗粒边界(PPBs )对FGH97合金力学性能的影响,并验证热处理和二次热等静压工艺能否消除PPBs 。
FGH96、FGH97粉末盘的无损检测董德秀;熊瑛;刘怀南;张传明【摘要】Through the studying of NDT methods used for FGH96 andFGH97 powder Nickel-based superalloy turbine disk and labyrinth disk,the ultrasonic inspection and fluorescent particle inspection processes have been determined for the powder disks.The inspection results prove thatthe alloy made by hot isostatic pressing(HIP)+forging is more suitable for exposing indications with ultrasonic inspection,while the alloy made by direct HIP is good for indicating flaws with fluorescent particle inspection.%通过对FGH96粉末、FGH97粉末镍基高温合金涡轮盘、篦齿盘无损检测方法研究,确定了粉末盘超声检测和荧光检测工艺。
通过检测结果研究发现,热等静压+锻造态合金有利于超声检测,并发现了缺陷显示;直接成型热等静压态合金有利于荧光检测,并发现了缺陷显示。
【期刊名称】《无损检测》【年(卷),期】2012(034)005【总页数】5页(P76-80)【关键词】粉末盘;超声波检测;荧光检测【作者】董德秀;熊瑛;刘怀南;张传明【作者单位】黎明航空发动机集团公司,沈阳110043;黎明航空发动机集团公司,沈阳110043;黎明航空发动机集团公司,沈阳110043;黎明航空发动机集团公司,沈阳110043【正文语种】中文【中图分类】TG115.28粉末高温合金特点为晶粒细小、组织均匀、无宏观偏析、合金化程度高、屈服强度高、疲劳性能好,是制造高推比新型发动机涡轮盘、篦齿盘等最佳材料,我国某型号发动机就用到了粉末材料(FGH96、FGH97)。
粉末高温合金FGH96线性摩擦焊接头组织与力学性能马铁军;王为;李文亚;张勇【摘要】利用自制的XMH 160型线性摩擦焊机进行了FGH96高温合金的初步焊接实验,分析了接头组织特征,并测试了接头拉伸性能和显微硬度.结果表明:FGH96合金接头焊缝区为细晶区,热力影响区则粗、细晶共存,粗晶主要位于近焊区;接头的抗拉强度接近母材,而韧性较差;显微硬度从焊缝到母材呈现为高低高的变化趋势,热力影响区中部为最低值.除与晶粒尺寸有关外,接头力学性能还与不同区域的强化相含量与分布及晶格畸变程度等因素有关.对于FGH96线性摩擦焊接头,一方面需通过改进焊接工艺来消除焊接界面的孔洞缺陷,另一方面需通过焊后热处理来改善接头的组织及力学性能.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】5页(P11-15)【关键词】FGH96;线性摩擦焊;组织;力学性能【作者】马铁军;王为;李文亚;张勇【作者单位】西北工业大学凝固技术国家重点实验室摩擦焊接陕西省重点实验室,西安710072;西北工业大学凝固技术国家重点实验室摩擦焊接陕西省重点实验室,西安710072;西北工业大学凝固技术国家重点实验室摩擦焊接陕西省重点实验室,西安710072;西北工业大学凝固技术国家重点实验室摩擦焊接陕西省重点实验室,西安710072【正文语种】中文【中图分类】TG453线性摩擦焊(LFW)以其优质、高效、节能、环保等优点,已逐渐成为高推重比航空发动机整体叶盘制造与维修的关键核心技术之一。
目前,线性摩擦焊的研究与应用主要是针对风扇及低压压气机的钛合金整体叶盘进行。
Vairis和Frost[1,2]系统研究了Ti-6Al-4V(TC4)的线性摩擦焊工艺,分析了焊接过程并进行了参数优化。
马铁军等[3,4]针对多种钛合金进行了线性摩擦焊实验,揭示了接头组织特征、力学性能和工艺参数之间的关系。
张田仓等[5,6]也对多种钛合金进行了同质或异质线性摩擦焊,揭示了其组织演变规律与性能特征。
第26卷 第3期2006年6月航 空 材 料 学 报J OURNAL OF A ERONAUT ICAL MAT ER I A LSV o.l 26,N o .3June 2006粉末高温合金FGH96惯性摩擦焊接头常温力学性能分析何胜春,张田仓,郭德伦(北京航空制造工程研究所北京100024)摘要:第二代粉末高温合金FGH 96是采用损伤容限设计思想研制的新型粉末高温合金,是当前750 工作条件下满足高推比、高燃效发动机使用要求的涡轮盘、环形件和其他热端部件的理想材料。
结合FGH96惯性摩擦焊接头的组织特征和强化相 数量分析接头的显微硬度和常温拉伸性能。
结果表明,FGH 96惯性摩擦焊接头具有良好的常温力学性能。
关键词:FGH 96;惯性摩擦焊;显微硬度;常温拉伸性能中图分类号:TG453 文献标识码:A 文章编号:1005-5053(2006)03-0122-04收稿日期:2006-01-30;修订日期:2006-03-23作者简介:何胜春(1977-),男,硕士,工程师,主要从事高温合金、钛合金惯性摩擦焊工艺研究,(E -m a il)shengchun _he @hot ma i.l co m 。
第二代粉末高温合金FGH 96是采用损伤容限的设计思想研究出来的新型高温粉末合金,与FGH 95相比适当减少了强化相 的含量,调整了晶粒尺寸,使强度有所降低,但高温抗裂能力得到较大提高。
通常的制造工艺是采用真空感应熔炼母合金,然后雾化制取预合金粉末,以热等静压+等温锻造等工艺制取零件毛坯,通过热处理控制晶粒的尺寸。
FGH 96是当前750 工作条件下满足高推比、高燃效发动机使用要求的涡轮盘、环形件和其他热端部件的关键材料[1]。
在航空发动机高温合金整体涡轮转子部件焊接技术研究方面,通过多年的生产应用实践,国外一些先进的航空发动机制造公司已将摩擦焊接作为焊接高性能航空发动机整体转子部件的主导的、典型的和标准的工艺方法,普遍认为摩擦焊是最可靠、再现性最好和最可依赖的焊接技术。
目录1 文献综述 (1)1.1 粉末高温合金的概况 (1)1.1.1 镍基高温合金的特点 (1)1.1.2 粉末高温合金的特点 (2)1.1.3 粉末制备方法的比较 (3)1.1.4 成形工艺的比较 (4)1.1.5 热处理工艺 (4)1.1.6 研究发展前景 (6)1.2 粉末高温合金组织缺陷的来源及分析 (8)1.2.1 原始颗粒边界的来源及分析 (8)1.2.2 夹杂物的来源及分析 (11)1.2.3 热诱导孔洞的来源及分析 (18)1.3 粉末高温合金的组织缺陷的控制 (20)1.3.1 原始颗粒边界的控制 (20)1.3.2 夹杂物的控制 (21)1.3.3 热诱导孔洞的控制 (24)2 选题报告 (26)2.1 课题来源与选题意义 (26)2.2 课题研究主要内容及具体方案 (27)2.3 课题研究时间安排 (28)参考文献 (29)1文献综述1.1粉末高温合金的概况粉末高温合金(Powder Metallurgy Superalloy ),总的来说是用粉末冶金工艺制成的高温合金,具体是通过制备粉末、成形、固实、烧结工艺过程来制造的高温合金。
1.1.1镍基高温合金的特点从三代典型粉末高温合金的成分中,如从表1中可以看出,基本上粉末高温合金的Ni质量分数ω(Ni)≥50% 。
表1 三代典型粉末高温合金的成分(质量分数%)[1]例如第一代的René95合金、MERL76 合金,IN100合金等,第二代的René88DT合金、AF115合金、N18合金等,以及第三代的René104 (ME3)、Alloy10合金、RR1000合金等典型的粉末高温合金,都是以Ni元素作为基体的。
一般情况下,高温合金的基体元素有三种,分别是铁、钴、镍元素。
它们的合金强化的特点不同,基本特性也有差异。
以镍作为一种最佳的基体元素,才使得镍基高温合金成为最佳的高温合金系列,那么它的突出特点[2]是:(1)镍基面心立方结构,没有同素异构转变,而铁、钴室温下分别为体心立方和密排六方结构,高温下为面心立方奥氏体结构。
FGH95粉末高温合金的拉削研究程相飞;张土军【摘要】FGH95粉末高温合金作为一种高强度、高耐热性的镍基高温合金,在先进航空发动机的涡轮盘中应用日趋普遍,而涡轮盘的榫槽拉削是涡轮盘加工的关键工序.根据FGH95粉末高温合金的特点,从力学分析入手,强调FGH95粉末高温合金涡轮盘拉削过程控制的重要性,并提出了对FGH95粉末高温合金拉削过程中出现问题的解决措施.【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2015(000)015【总页数】4页(P69-71,76)【关键词】FGH95;粉末高温合金;涡轮盘;榫槽拉削【作者】程相飞;张土军【作者单位】中国人民解放军驻黎阳机械公司军事代表室;中国南方航空工业(集团)有限公司【正文语种】中文粉末高温合金是用粉末冶金工艺生产的高温合金,它解决了传统的铸锻高温合金由于合金化程度的提高,所引起的铸锭偏析严重、热加工性能差、成型困难等问题,是现代高推重比航空发动机涡轮盘等关键部件的必选材料[1]。
FGH95粉末高温合金是一种高合金化的γ',沉淀强化型镍基粉末高温合金,γ'体积含量达到45%~55%。
其屈服强度比GH4169高30%,在相同应力下使用温度可提高1100C,是当今6500C使用温度下强度最高的合金,其化学成分如表1所示[2]。
1 FGH95粉末高温合金中的夹杂对拉削的影响1.1 夹杂的种类及来源粉末高温合金中小缺陷的主要来源是在粉末冶金过程中引入的夹杂。
非金属夹杂物是粉末高温合金中出现数量最多、出现几率最大的缺陷。
在现有的技术条件下,在粉末制造过程和处理过程中,夹杂还不能完全清除[3]。
因此,非金属夹杂物在粉末高温合金中允许以一定的大小和聚集程度存在。
非金属夹杂通常随机分布在粉末高温合金中,非金属夹杂主要为氧化物陶瓷颗粒,也有少量有机夹杂,陶瓷夹杂物主要成分包括 Al、Si、Mg、Ca、Zr等。
以Al2O3、SiO2等最为常见。
目前,钢铁研究总院用PREP法制造的粒度为50~100μm和50~150μm的镍基粉末高温合金成份中夹杂物的数量少于20个/kg。