飞机发动机用耐热合金的发展――新一代蜗轮盘用Ni基超合金的国产化之路_图文

1、 太 钢译 文 金 中 ， 用 了析 出强 化 机 理 来 进 行 强 化 。必 利 须充 分 考虑 析 出相 固溶温 度 的情况 下选 择锻 第 三 次重熔 过程 是在 真空 氛 围下不 用 陶 瓷品 的真空 自耗 炉 再熔 解 的 ， 二 次 电极 作 将 为 自耗 炉 电极 在 铜 制 结 晶 器 内熔 化 、 固 凝 （ 。 由于随合 金 的高 纯净 度 增 加 ， 加 ） 再 上 比 大 的散 热 ， 冷 却 凝 固速 度 快 ， 故 因 此 减轻 了部 分成 分偏 析 、 化 了凝 固组织 ， 细 是 非 常有 效 的生产 方法 。 关 于三次重熔后夹 杂物 的变化 ， 电子束 用

2、 造温 度 。析 出相 的分 散 作 为 强 化 相 的 同时 ， 又成 为 塑性 加工 时 变形 抗 力 增 大 、 降低 变 形 能 的原 因 。 锻造 允许 温 度 范 围随 合 金 而 不 同 ， 化 强 相 的固溶 温度 越 高 的合 金 ， 与熔 点 之 间可 加 工 的温度 区 间就 变得 越 窄 。换 言 之 ， 由于 工 法测定熔 渣量 进 行 了评价 。其 实例 如 图 所 示 ， 重复熔化纯净 度达到 了很 高 的水平 。 经过 如 果要成 功 熔 炼 吨 级 规 模 的 实 用 钢 锭 ， 艺 的可选 温度 范 围变小 ， 严重 的制 约生 产 。 将 实用 规模 重量

3、 级 合 金 的三次 重 熔钢 锭 的开坯 锻造 、 坯锻 造 时 ， 据预 先进 毛 根 合 金成 分 的偏 析 必 须 控制 在 允 许 的范 围 内 ， 对 此 ， 须从 合 金 特 性 和 引起 成 分 偏 析 行 为 必 的制造 方法 这两 个方 面进 行合金 开 发 。 行 的高 温试验 结 果 设 定 锻 造 的温 度 范 围 ， 结 果成 功地 锻 造 出直 径 的 圆盘 形 状 毛 坯。 圆盘 的锻造 最终 圆盘 形 状 的 锻 造 ， 热 锻 造 的最 终 是 工序 ， 要求 金 属 组 织 大体 由 晶粒 粒 径 的最 终 目 热处 理前 的基 本组 织决 定 。 喧 特

4、别 因近 几 年 的 近 网 形 状 化 倾 向 ， 以 所 更 强 烈要 求有 更稳 定 的锻造 形状 。 因此 ， 圆盘锻 造 比开 坯 锻 造 必 须 有 更 加 薜 瓣 严格 的工 艺控 制 。使用 的压力设 备 应具 有精 度高 的变 形速 度控 制 功能 和模具 加 热 的功能 钢 锭冶炼 法 （ 。 图 ） 图 三次重熔后 夹杂物的减少 另外 ， 变形 抗力 大 的 基 超合 金 采用 对 可靠 性 高 的模 锻 工艺 时 ， 备 应 有 大 的 冲压 设 力负 荷 。 国 外 圆盘 坯 材 生 产 厂 家 的 压 力 设 开坯锻 造及 坯料 锻 造 对 炼制 的钢 锭进 行热

5、处理促 使 合金 成分 扩 散 ， 后经 过 高 温 塑 性 加工 把 残 留 的铸 造 然 组 织调 整为 真正 的锻 造组 织 。 中间坯材 是把 钢 锭锻 成 圆柱 状 的 中 间坯 形 状 ， 这个 过 程 的 锻 造为 前半 程锻 造 。 备 ， 是 数万 吨级 的大 型 压 力 机 。这 些 设 备 都 主要 是通 过 各 国 政府 出 资引 进 ， 然后 再 转 移 到 民间 的 。相 比 之下 ， 日本 国 内模 锻 压力 机 处 于劣 势是 不言 而 喻 的。 另 外 ， 锻 造工 艺 中根据 材料 特性 数据 、 在 材料 塑 性流 动 缺 陷 、 形 、 度 等 ， 数

6、对 锻 变 温 参 造 负荷 和再 结 晶 晶粒 度分 布 的模 拟技 术进 行 了开发 。在 压力 机 有 限 的负 荷 范 围 内 ， 尽 应 量 生产 出具 有微 细再 结 晶组 织 的 产 品 。图 所示 是 关 于实用 铸 造 、 造 圆盘 合 金 锻 的圆盘 锻造 模拟 的例子 。 国外 的坯材 生 产 厂 家 ， 设 备 和技 术 非 对 常重 视 ， 可分 为 坯 材 生 产 厂 家 与 圆 盘锻 造 厂 家， 但为 了方 便顾 客 和制造 综合 工 艺 ， 新 的 在 合金 工 艺设计 时 考虑 了发 挥一 贯制 联合 企业 的生产 优势 。 基 超 合金 ， 别 是 圆盘

7、用 的 高 强度 合 特 年 第 期 荷更 大 的锻造 压 力 机 的必 要 性 进 一 步提 高 。 希 望能 引进这样 的高档设 备 。 开发中的 合金坯模 拟圆盘 ， 造 锻 坯 材例 示于 图 。 圆盘锻造 成 的坯 材 经 锻 造 热 处 理 、 械 机 加 工 ， 后进 行无损 检查 。 然 图 合金 圆 盘模 拟 形状 试 制 品 图 圆盘锻 造用 模锻压力机 可靠 性 检 查技术 实用 圆盘坯 材 的质 量 ， 根 据 规 定 的制 要 造工 艺条 件 制 作 ， 进 行 无 损 检 查 来 确 认 。 并 （）温 度 造速 度 锻 无损 检验 的 主要 项 目有 超 声 波

8、探 伤 、 光探 萤 伤、 金属 组织 检查 、 尺寸检 查等 。其 中对坯 材 内部实施 的超 声波探 伤检 查尤 为重要 。因此 超 声波检 查员 的技 术 水平 至 关 重 要 ， 以要 所 认真挑选。另外 在 一 类 （ ） 准 中对 超声 波探 伤也作 标 （ ） 度 造速 度 温 锻 了具 体规 定 （ 。 图 ） 图 圆盘锻造的模 拟例 （ ： 上 压力机外观 ； ： 下 工件与模具） （ 合金 ： 、 温度 ： （ ） ） （ ） 日本 国 内坯 材生产 厂家 的塑性 加工模 拟 技术 与 国外 的坯 材生 产 厂 家 相 比并 不 逊 色 。 但是 ， 随着 飞机发 动机 功

9、率 的高输 出化 ， 有需 要更 大直径 的圆 盘 的倾 向。 同时 ， 由于 高 强 度合 金 的高温 变形 抗 力 有 增 大 的倾 向 ， 以 所 在新 一代 圆盘 材 的 实用 化 中 ， 求有 锻 造 负 要 图 水浸超声波探伤检查 太钢译文 要 继续 开发 能利用 数 字处理 和 利用 多次 波来 识别 微 细物 的相 控 阵 超 声 波 利 用技 术 。 估计 在 不久 的将来 这种 技术 就有 可 能用 于飞 机发 动机 圆盘 坯材 的探 伤 。 料 规 范等 还必 须得 到航 空 当局 的认 可 。由于 设 计所 需 的参 数涉 及从 物理 特性 到机 械特 性 的多个 方

10、面 ， 以数据 量 非 常庞 大 。现 在 由 所 ） 国 （ 与 另外 ， 与检 查 相 关 的热 处 理 工 艺 也 非 常 重要 ， 近几年 得到 了每个 发 动机厂 家认 可 ， 并 根据 国 际 特 殊 工 艺 相 互 认 证 制 度 （ 外 发 动机生 产 厂家共 同开发 的 民用航 空发 动 机 ， 用 的是 国外 厂 家 的基 础 数 据 要 想 在 使 日本 国 内开 发 发动机 并使 用 国 内厂家 制作 的 基 础数 据需 要 巨大 的成本 。 验证 试验 ） 开展 了通 用化 活 动 。国 内取 得认 证 的活 动也 已经 开始 ， 业绩 也在 不 断地增 加 。 基

11、础数 据 飞机 用材 料 是 经 验及 试 验 确立 的材 料 ， 蜗 轮盘 投 入使 用 的 时候 ， 除取 得 基 础 数 据 之外 ， 还必 须 包括设 计 、 制造 在 内 的综 合 发 动 机配 件 都 须 在 真 实 环 境 下 进 行 可 靠 性 试 必须满足联邦航空局的规定要求 。所 以在飞 机发 动机 上采 用 新 合 金 都 必 须有 再 现 性 、 可 靠性 高 的基础 数 据 ， 这些 基 础 数 据 要 达 到 实 际应 用需 很 长 时 间 。图 所 示 是 基 础 数 据 验 。这 些试 验 非 常 重要 ， 须 经 过 充分 的 循 必 环 试验 才能 充分 完

12、成 数据 的验 证 。试验 包 括 微 小 圆盘运 转试 验 （ ）旋 转 试验 台试 验 图 、 和 装入 发动 机 （ ） 行 的验证 试验 等 。 图 进 的形 象 图 。发 动机 生产 厂 家除这 些基 础数 据 外 ， 要有 专业 性 高 的数 据 。 还 图 基 础 数 据 的形 象 图 图 微 小 圆 盘 的 试 验 圆盘 的设 计 要 符 合 已确 立 的设 计 规 范 、 工 艺方 法 ， 应 用各种 坯 材 的基 础 数据 、 要 安全 系数进 行设 计 。作 为配件 的使 用 寿命要 根据 积 累 的基础 数 据 、 用 试 验 来 实 际计 算 。这 应 些 基础 数据

13、 要 根 据 各 种材 料 、 种 晶粒 度 分 各 别作 出 。制作 新 配件 时 ， 过 破 坏 试 验 来 确 通 认 能否 满足 基础 数据 的要 求 。 这 些基 础数 据各 发动 机生 产厂 家 都有规 定 ， 常用 多个熔 炼 炉制 造几个 圆盘坯 材 ， 通 材 图 装入发动机的试验 重要 。 年 第 期 结束语 另外 ， 再现性 、 可靠 性所 必须 的材料数 据 积累， 必须 经 过长 时 间 的验 证 。这 样 如 果 圆 今后为了积极开展 本国产高性能蜗轮 盘搭 载发 动机 的开 发 ， 可 用 于 民用 飞机 发 也 动机 的新 型合金 的开 发 ， 高性 能 、 成

14、本 蜗轮 低 盘材 是在 短时 间 内开 发 的 ， 为材 料 、 件 的 作 部 风 险性 就很 高 。因此 ， 圆盘 材 的 国产化 还 要 经 过较 长 的时间才 能逐步 实现 。 盘 材制造 工艺 的开 发 等及 引进 必要 的设 备 ， 这些 才是 理想 的举止 。特别 是作 为发动 机 的 每个部件 ， 通 过无 损 检 验技 术 的 提 高 与设 要 计技 巧 的联合 ， 大 限 度 的发 挥 出部 件 的功 最 能， 才不 会迷 失材料 开发 的方 向 ， 这一点 非 常 译 自 与钢 日文 ） 铁 （ （ 上接 第 页 ） 结论 情 况下采 用 了试 验设 备 。 对标 准 中所 要 求 的试 验压 力 、 裂压 力 爆 和疲 劳性 能进行 了检 测并 证 明对 于所 有研发 本项研 究 的最终 目的是研 发一 种重量 轻 的采 用 高强 钢 制 造 的 罐 体 。根 据 新 的 欧洲 标准 ， 采用现 有 的 高强 钢来 制 造新 型气 罐具有 非常 大 的潜 力 。 的双相 钢气 罐 样 品都 符 合 标 准 的 要求。 另外 ， 对轻 质 钢气 罐 进 行 了循 环 寿命 评 测， 结果 证 明 ， 与在 市场上 现有 的其 它类 型的 用 于此 用途 的高 强钢 的选 用基 于 以下两 点考 虑 ： 气 罐相 比 ， 双相