整體葉盤屬于航空發(fā)動機(jī)關(guān)鍵的熱端部件,為發(fā)動機(jī)提供動力的主要零件之一,長期工作在高溫和高壓的惡劣服役環(huán)境之中,所以此類大鍛件對力學(xué)性能和微觀組織均勻化的要求極其嚴(yán)格。隨著航空航天事業(yè)的快速發(fā)展,國家對發(fā)動機(jī)的運(yùn)載能力和使用壽命提出了更高的要求,常規(guī)的高溫鈦合金材料已經(jīng)無法滿足要求。研究高溫鈦合金TC25G合金成形工藝參數(shù)及預(yù)鍛件形狀尺寸對整體葉盤鍛件拉伸性能、顯微組織均勻度分布規(guī)律的影響具有重大的工程應(yīng)用價值。論文以整體葉盤及其使用材料TC25G為研究對象,利用熱物理壓縮實(shí)驗(yàn)對TC25G材料進(jìn)行研究,結(jié)合有限元數(shù)值模擬仿真和Kriging優(yōu)化模型對預(yù)鍛件形狀尺寸進(jìn)行優(yōu)化,最后對鍛件進(jìn)行試制,隨后解剖鍛件進(jìn)行理化性能檢測,以鍛件的拉伸性能指標(biāo)和顯微組織分布驗(yàn)證材料工藝參數(shù)的正確性和預(yù)鍛件形狀尺寸的可行性。主要從以下三個方面系統(tǒng)研究了TC25G材料和整體葉盤鍛件的成形規(guī)律:(1)TC25G鈦合金熱塑性變形材料性能研究。通過對TC25G材料進(jìn)行熱物理壓縮試驗(yàn)獲得鍛件的室溫、高溫拉伸性能以及高倍顯微組織,分析在不同變形量、變形溫度和冷卻方式下拉伸性能的變化特點(diǎn),探討變形量、變形溫度和冷卻方式等...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 高溫鈦合金國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 高溫鈦合金的研究概況
        1.2.2 TC25材料的研究概況
    1.3 大型盤類預(yù)鍛件設(shè)計(jì)發(fā)展概況
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 課題研究目的及主要內(nèi)容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 主要研究內(nèi)容
2 工藝參數(shù)對TC25G合金鍛件拉伸性能和顯微組織的影響
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.1 原材料力學(xué)性能檢測
        2.1.2 原材料低倍和高倍顯微組織觀察
    2.2 實(shí)驗(yàn)方案
        2.2.1 TC25G材料研究試驗(yàn)方案
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)材料理化性能檢測
    2.3 工藝參數(shù)對TC25G鍛件拉伸性能的影響規(guī)律
        2.3.1 變形溫度和變形量對TC25G鍛件室溫拉伸性能的影響規(guī)律
        2.3.2 溫度和變形量對TC25G鍛件高溫力學(xué)性能的影響
        2.3.3 冷卻方式對TC25G鍛件力學(xué)性能的影響
    2.4 工藝參數(shù)對TC25G鍛件顯微組織的影響規(guī)律
        2.4.1 變形量對TC25G鍛件微觀組織的影響
        2.4.2 變形溫度對TC25G鍛件微觀組織的影響
    2.5 本章小結(jié)
3 整體葉盤全工序鍛造成形數(shù)值模擬分析
    3.1 整體葉盤鍛件及模具設(shè)計(jì)
        3.1.1 整體葉盤鍛件圖設(shè)計(jì)
        3.1.2 整體葉盤鍛件成形性分析
        3.1.3 終鍛模具設(shè)計(jì)
    3.2 整體葉盤鍛件鍛造成形數(shù)值模擬分析
        3.2.1 鍛造工藝參數(shù)及技術(shù)路線
        3.2.2 餅坯高徑比對鍛件變形量均勻性的影響
        3.2.3 終鍛上模凸臺對鍛件變形量分布的影響
        3.2.4 預(yù)鍛沖頭形狀對鍛件變形量分布的影響
        3.2.5 預(yù)鍛凹模形狀對鍛件變形量分布的影響
        3.2.6 終鍛模過度圓角對鍛件變形量分布的影響
    3.3 本章小結(jié)
4 基于Kriging模型和遺傳算法的預(yù)鍛件尺寸優(yōu)化
    4.1 整體葉盤的質(zhì)量評價目標(biāo)及其影響因素
        4.1.1 目標(biāo)函數(shù)建立
        4.1.2 設(shè)計(jì)變量
    4.2 基于Kriging模型的預(yù)鍛件尺寸優(yōu)化
        4.2.1 基于Kriging模型的優(yōu)化流程
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        4.2.3 Kriging模型建立
        4.2.4 Kriging預(yù)測模型準(zhǔn)確性評價
        4.2.5 預(yù)鍛件尺寸參數(shù)尋優(yōu)
    4.3 基于線性加權(quán)總目標(biāo)函數(shù)的整體葉盤質(zhì)量尋優(yōu)
        4.3.1 單目標(biāo)函數(shù)建立
        4.3.2 優(yōu)化結(jié)果及分析
    4.4 本章小結(jié)
5 整體葉盤鍛件生產(chǎn)試制
    5.1 整體葉盤生產(chǎn)試制與結(jié)果分析
        5.1.1 整體葉盤鍛件試制
        5.1.2 整體葉盤鍛件試制結(jié)果分析
    5.2 鍛件理化檢測方案及性能分析
        5.2.1 鍛件理化性能檢測方案
        5.2.2 鍛件力學(xué)性能分析
        5.2.3 鍛件低倍組織分析
        5.2.4 鍛件高倍組織分析
    5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
    A.作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文



本文編號：3768337