本文制定了適用于民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)GH4169合金大型渦輪盤(pán)模鍛件的鍛造工藝。通過(guò)環(huán)軋制坯+模鍛的鍛造方法，有效降低模鍛設(shè)備噸位，提高材料利用率。鍛造獲得的大型渦輪盤(pán)鍛件其力學(xué)性能和顯微組織優(yōu)異，完全滿(mǎn)足高強(qiáng)工藝的標(biāo)準(zhǔn)要求。檢測(cè)獲得的力學(xué)性能富裕量較大，平均晶粒度均在9級(jí)以上。

據(jù)相控陣原理，實(shí)現(xiàn)聲速的聚焦即為聲速的相位疊加，使各陣元發(fā)射聲波在聚焦點(diǎn)處同相位疊加增強(qiáng)聲壓，異相位聲壓抵消或削弱。圖7所示為在發(fā)射聲束時(shí)計(jì)算好延時(shí)時(shí)間，使聲波達(dá)到聚焦效果。聲束聚焦延時(shí)法則如下：

GH4169合金是一種Fe-Ni-Cr基的變形高溫合金，組織由γ基體、δ相、碳化物、強(qiáng)化相γ"和γ'組成，在溫度低于650℃時(shí)具有優(yōu)良的綜合性能，是渦輪盤(pán)、壓氣機(jī)盤(pán)等航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件的關(guān)鍵材料。近年來(lái)，隨著民用發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)比的增加，發(fā)動(dòng)機(jī)低壓渦輪部分的GH4169渦輪盤(pán)向更大的尺寸發(fā)展。由于GH4169材料鍛造變形抗力大、鍛造窗口窄，鍛造時(shí)溫降較快，組織控制較難，加大了大型渦輪盤(pán)鍛件的鍛造生產(chǎn)難度。本研究以某型民用發(fā)動(dòng)機(jī)大型渦輪盤(pán)為對(duì)象，借助有限元模擬技術(shù)，對(duì)渦輪盤(pán)模鍛成形過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，確定出合理的鍛造工藝參數(shù)，并通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐，確定出符合實(shí)際工程應(yīng)用的GH4169合金大型渦輪盤(pán)鍛造工藝，對(duì)該類(lèi)大型渦輪盤(pán)鍛件的工程化應(yīng)用具有一定的借鑒意義。

正因?yàn)榇?，相?duì)于“反思性實(shí)踐者”而言，這就是關(guān)于中國(guó)數(shù)學(xué)教師更加恰當(dāng)?shù)囊粋€(gè)定位——作為研究者的教師．這也就是指，只有通過(guò)積極的教學(xué)研究才能更好地實(shí)現(xiàn)自身的專(zhuān)業(yè)成長(zhǎng)．

試驗(yàn)

試驗(yàn)材料

試驗(yàn)采用真空感應(yīng)熔煉+電渣重熔+真空電弧重熔(VIM+ESR+VAR)三聯(lián)冶煉工藝制備的φ300mm規(guī)格GH4169合金棒材。棒材低倍組織正常、無(wú)明顯偏析，且無(wú)夾渣、孔洞、裂紋等對(duì)棒料使用有害的缺陷。棒料平均晶粒度6.5級(jí)。表1為合金主要化學(xué)成分;圖1為低倍腐蝕照片;圖2為晶粒度評(píng)級(jí)照片。

圖3為承制的GH4169渦輪盤(pán)鍛件輪廓，其外廓尺寸為

1200mm，內(nèi)孔尺寸

580mm，鍛件理論重量412kg，為典型的大直徑渦輪盤(pán)鍛件。采用餅坯直接模鍛的方法設(shè)備噸位大，材料利用率低。因此，本文提出環(huán)軋制坯+模鍛的鍛造思路。

試驗(yàn)方法

Study on Multiple Modes of Reproducing Urban Identity on Nanjing Tourism English Official Website____________________________LOU Yi,WANG Fang,TAO Xiaoting et al 46

模擬結(jié)果顯示，模鍛過(guò)程鍛件充型完整，變形充分均勻，等效塑性應(yīng)變?cè)?.8以上，除鍛件表層存在較大溫度梯度，內(nèi)部溫度較為均勻。預(yù)測(cè)模鍛需要的載荷為264MN(實(shí)際400MN液壓機(jī)模鍛載荷為270MN)。

在鍛件盤(pán)緣、輻板、盤(pán)心位置切取力學(xué)性能試樣進(jìn)行檢測(cè)。具體檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3。檢測(cè)結(jié)果顯示，鍛件各部位的力學(xué)性能均滿(mǎn)足GH4169高強(qiáng)工藝的力學(xué)性能要求(室溫拉伸：σ

≥1345MPa，σ

≥1100MPa，δ

≥12，ψ≥15；高溫拉伸：σ

≥1080MPa，σ

≥930MPa，δ

≥12，ψ≥15；650℃組合持久：σ=725MPa，δ≥5%，τ≥25h；650℃蠕變：σ=550MPa，τ=15h，ε≤0.1%)，且富裕量較大。

本研究初步納入了2015年1月至2017年1月期間就診于上海市浦東醫(yī)院眼科的患者82例（100眼），于2015年1月獲得上海市浦東醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（批號(hào)：LW2015-001），遵循赫爾辛基宣言。所有患者均告知檢查目的及檢查內(nèi)容，手術(shù)前均簽署手術(shù)知情同意書(shū)。

結(jié)果分析與討論

成形過(guò)程有限元模擬

采用DEFORM-2D有限元模擬時(shí)，不考慮模具彈性變形，將其定義為剛性體，環(huán)坯定義為塑性變形體，設(shè)置模具與環(huán)坯上下端面接觸，上模移動(dòng)(模擬液壓機(jī)運(yùn)行)，下模不動(dòng)。接觸摩擦采用剪切摩擦模型，不考慮摩擦熱，整個(gè)成形過(guò)程摩擦系數(shù)保持不變。模擬材料選用GH4169。模擬結(jié)果見(jiàn)圖5～圖9。表2為模擬過(guò)程主要參數(shù)。

本文采用DEFORM-2D模擬軟件，以鍛件填充和應(yīng)變分布結(jié)果為依據(jù)，調(diào)整模鍛前環(huán)坯尺寸，對(duì)渦輪盤(pán)模鍛過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬。確定了渦輪盤(pán)鍛件的鍛造工藝路線(xiàn)：下料→鐓餅→沖孔→環(huán)軋→模鍛→熱處理→理化。其中，鐓餅沖孔設(shè)備采用31.5MN快鍛機(jī)，環(huán)軋擴(kuò)孔設(shè)備采用

2.5m輾環(huán)機(jī)，模鍛設(shè)備采用400MN液壓機(jī)。

鍛件力學(xué)性能

生產(chǎn)過(guò)程：鐓餅沖孔工序共2火次完成，始鍛溫度1005℃；環(huán)軋擴(kuò)孔1火次完成，始鍛溫度1000℃；模鍛1火次完成，始鍛溫度1000℃。熱處理：固溶975℃/1h，水冷；時(shí)效720℃/8h后爐冷至620℃/8h，空冷。熱處理完后在鍛件不同部位切取理化試料進(jìn)行力學(xué)性能(室溫拉伸、高溫拉伸、650℃組合持久和蠕變)和顯微組織檢查。圖4為現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)照片。

鍛件顯微組織

圖10為鍛件顯微組織取樣位置示意圖，圖11為不同位置下的顯微組織照片。結(jié)果顯示，環(huán)軋制坯獲得的模鍛件變形充分，晶粒為充分動(dòng)態(tài)再結(jié)晶獲得的均勻組織，晶粒度在9級(jí)以上。顯微組織無(wú)明顯白斑、非金屬夾雜和Laves相，δ相為顆粒狀和短棒狀。

結(jié)論

(1)本文借助有限元模擬獲得渦輪盤(pán)模鍛的中間坯尺寸和鍛造參數(shù)，確定出GH4169大型渦輪盤(pán)鍛件的鍛造工藝路線(xiàn)。

(2)采用環(huán)軋制坯+模鍛的鍛造工藝路線(xiàn)生產(chǎn)的GH4169大型渦輪盤(pán)鍛件能夠顯著降低設(shè)備噸位，材料利用率高。

(3)采用該工藝生產(chǎn)的GH4169大型渦輪盤(pán)鍛件，其力學(xué)性能和顯微組織優(yōu)異，完全滿(mǎn)足高強(qiáng)工藝的標(biāo)準(zhǔn)要求。檢測(cè)獲得的力學(xué)性能富裕量較大，平均晶粒度均在9級(jí)以上。