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特大型a106b叶片省力成形方法

特大型a106b叶片省力成形方法

  • 所属:A106B无缝管
  • 时间:2019-10-02 14:45:03
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通过文献查阅、现场调研、理论分析、a106b实体测绘等方法,对系统的工艺原理进行研究,主要研究系统的工作原理,结构组成及相关重要设备的作用。其次,通过现场试验测量获取系统中的相关重要参数,研究系统的管路输运特性,主要研究a106b系统在不同工况条件下,管路的压力分布规律,管路中的输运速度及分离器的压力损失。最后,通过数值模拟的方法对系统中的核心设备分离器的特性进行深入的研究,主要研究系统在正常工作运行时,分离器内流场的速度分布、压力分布以及分离器的分离效率和风速、a106b颗粒粒径对其分离效率的影响。通过本文的研究,对系统的工艺原理进行了全面深入的剖析,给出了a106b系统工作运行时的一些核心参数和特性规律,发现了系统中的核心设备分离器的压力损失规律、流场分布特性、分离效率和分离性能等特点。为后期国内的研究开发,改进,自主生产,降低建设和运行成本做基础性工作。K424合金作为一种高铝、钛,低密度型的镍基铸造高温合金,具有较高的高温强度和良好的工艺性,但是该合金塑性较低,a106b铸态组织凝固偏析较为严重,组织性较差,尤其在850℃左右长期使用时,有析出脆性TCP相的倾向,严重制约了其应用与发展。为此,本课题采用相图计算与实验相结合的方法,研究了K424合金热力学平衡相的析出规律,综合考虑合金强度与组织性,对合金成分进行了设计,并研究了熔体处理和热处理工艺对合金组织和性能的影响,主要研究成。新一代高推重比航空发动机对高温合金零部件的力学性能、承温能力和使用寿命提出了更高的要求。21世纪以来,a106b相图计算方法的快速发展有力地促进了材料研究由经验设计向科学理性设计转变。a106b熔体处理温度对合金凝固组织和力学性能具有显著影响。随着熔体处理温度的升高,MC型碳化物不断细化,分布更加弥散均匀,晶粒和二次枝晶间距减小,微观偏析得到改善;与常规熔炼工艺相比(1500~1550℃)经1600~1650℃熔体处理后合金塑性提高2~3倍,持久寿命提高20%以上。K424合金铸态组织均匀性较差,且存在明显的枝晶偏析,初熔温度在1190~1200℃之间,采用1210℃/4h+A C标准热处理工艺会导致合金局部发生初熔。通过相图计算方法优选出1190℃/2h+1220℃/2h+A C两阶段固溶处理工艺,实验结果表明采用该工艺可以明显改善合金的组织、成分均匀性,提高合金的室温拉伸性能和持久性能。针对公共型腔过小或者无公共型腔铸件采用电渣熔铸工艺生产困难的问题,本文提出了固定自耗电极充填法,并对固定自耗电极充填法原理进行了基础研究。本文首先建立了固定自耗电极充填法基础熔铸模型并进行实验,测量了移动自耗电极与固定自耗电极电流变化情况。然后,根据质量守恒定律建立了固定自耗电极充填法平均熔化速率模型,并对模型合理性进行了验证。找到移动自耗电极与固定自耗电极平均熔化速率比和移动自耗电极与固定自耗电极等效直径比的关系;找到移动自耗电极与固定自耗电极平均熔化速率比和移动自耗电极与固定自耗电极电流密度比的关系。最后,对实验铸锭低倍组织进行了分析,得到固定自耗电极充填法铸锭组织在不同区域晶粒度、晶粒取向和熔池形状的变化规律。主要研究成果如下:固定自耗电极充填法原理可行,熔铸过程中五个阶段区分明显,可以进行的电渣熔铸过程。其中,移动自耗电极与固定自耗电极截面积比在0.4~2.5范围内时,铸锭成型质量较好,移动自耗电极与固定自耗电极截面积比为1时,铸锭成型质量很好。移动自耗电极与固定自耗电极平均熔化速率比和移动自耗电极与固定自耗电极等效直径比呈二次函数关系。当固定自耗电极充填法熔铸过程处于状态时,移动自耗电极与固定自耗电极电流密度比近似等于移动自耗电极与固定自耗电极平均熔化速率比。固定自耗电极充填法铸件整体组织均匀性良好,靠近移动自耗电极侧与靠近固定自耗电极侧柱状晶生长角度存在不同,柱状晶生长角度与自耗电极平均熔化速率呈增函数关系。靠近移动自耗电极侧与靠近固定自耗电极侧金属熔池深度存在不同,金属熔池深度与自耗电极平均熔化速率呈增函数关系。与铝合金相比,特大型a106b叶片省力成形方法首先。SiCp/A l复合材料具有较高的比刚度、良好的耐磨性和较低的热系数等优点。目前,该种材料在国内还没有实现大规模生产和应用,需要进一步研究以推动其从实验室走向工业化。本文采用机械搅拌的方式制备SiCp/ZL114复合材料,通过计算流体动力学分析机械搅拌过程中几种常见的单层折叶搅拌桨时流场内部的速度、总压和湍流强度的分布情况,此基础上对搅拌桨叶进行设计。并通过水模拟实验确定机械搅拌过程中桨叶的速度范围为600~800r/min为促进SiC颗粒与基体润湿,首先对SiC颗粒进行酸洗(10%/24h再通过高温氧化(950℃/6hSiC颗粒表面生成厚度为25.4nm氧化层。通过正交实验分析得出本实验制备复合材料的最佳工艺参数为搅拌速度700r/min搅拌温度590℃、搅拌时间30min基体合金中Mg含量2wt.%本文采用机械搅拌的方法,设计并制备了由Y2O3ZrO2CaZrO3和Al2O3四种耐火骨料组成的涂料,粘结剂为二醋酸锆水溶液,采用手工涂刷的方法将涂料涂刷在石墨铸型内壁形成涂层,并用真空自耗电极电弧凝壳炉离心浇注TA 2纯钛合金。实验制备的SiCp/ZL114复合材料孔隙率和颗粒分布均方差最低分别为1.9%和1.45vol.%经过538℃/10h+160℃/6h热处理后,20vol.%SiCp/ZL114复合材料抗拉强度311Mpa屈服强度290MPa硬度142HB弹性模量90Gpa分析了粉液比在1:1~3.5:1范围内变化时,不同涂料的流变性能和悬浮性能,考察了粉液比对涂料流变性能和悬浮性能的影响规律,提出了最优性能涂料粉液比。对不同耐火骨料涂层在浇铸过程中和钛合金的界面反应、试样表面流痕密度和试样表面硬化层厚度进行了研究,分析了粉液比对试样表面流痕密度和试样表面硬化层厚度的影响规律。利用XRDSEM显微硬度测试和金相分析等对界面处物相、元素分布、显微硬度变化和组织形貌进行了研究,最后浇铸实体铸件对研究的涂层进行了验证。研究结果表明,耐火骨料与二醋酸锆水溶液配制成的涂料属于具有触变性的带屈服假塑性流体。粉液比对涂料的悬浮性和流变性具有重要影响,随着粉液比升高,涂料的悬浮性、触变率均升高,状结构更完备,性能更好。根据流杯粘度涂料成分,确定Y2O3和ZrO2涂层最佳使用粉液比分别为2:1和2.5:1CaZrO3和Al2O3涂层最佳使用粉液比均为1.5:1格法对涂层与石墨型的结合力进行测试,四种涂层的测试结果均为《色膜和清漆-划格测试ISO2409-2007标准Ⅰ级。界面反应分析结果表明Y2O3和ZrO2涂层未与钛液发生明显化学反应,而CaZrO3和Al2O3涂层则和钛液发生明显化学反应,分别生成了Ca-Ti-O和Al-Ti-O化合物。四种涂层浇铸试样基体中均未发现O元素的扩散,说明试样表面的硬化层不是通常意义上的α层,其厚度与界面处组织变化联系紧密。对铸造试样表面流痕的分析结果表明,Y2O3和ZrO2涂层可以明显改善流痕缺陷,粉液比越高,流痕越少;CaZrO3和Al2O3涂层不能明显改善流痕缺陷,粉液比越高,流痕越多。粉液比同为2:1时,Y2O3涂层试样表面硬化层厚度大约为30μmZrO2涂层试样大约为150μmCaZrO3涂层试样约为300μmA l2O3涂层试样大约为400μm随粉液比升高,涂层厚度增大,a106b金属凝固速度减慢,试样表面马氏体α′尺寸长大,四种涂层试样表面硬化层厚度均变厚。为了使铸件获得较薄的硬化层和较少的表面流痕,应选择粉液比为2:1Y2O3涂层,采用此涂层实际浇铸得到表面质量良好的舵轴铸件。作为第三代核电常规岛汽轮机组中的关键部件—特大型末级长叶片,叶片的排气面积越大,汽轮机的效率也越高。特大型叶片对性能的高要求,由叶片的材质、晶粒组织、锻造流线等内在品质来保证。采用锻造工艺制造的大叶片能够满足这些要求,研发特大型核电叶片成形技术是制造高品质叶片的保障,汽轮机高新技术发展的关键之一。a106b特大型叶片省力成形方法,研究了1Cr12Ni3Mo2VN核电钢的热变形行为,建立了高温本构方程、动态再结晶临界应变模型和动态再结晶Yada模型,为特大型叶片省力成形技术的多场耦合模拟奠定基础;提出了叶片闭式成形辊锻坯料尺寸迭代算法和研究了多火次锻造对微观组织的影响。变形温度不变时,真应力随着应变速率的增大而增大,1Cr12Ni3Mo2VN钢是应变速率敏感材料;发生动态再结晶临界应变值随应变速率增加而增大;应变速率时不变时,临界应变值随着温度的降低而增加;低应变速率变形a106b省力成形技术原理,35.jpg

        提出了特大型核电叶片省力成形方法并确定工艺流程,新技术先采用近净形辊锻成形叶身后模锻成形剩余叶根、凸台及叶冠,减小每次成形的投影面积而达到省力目的采用应变为0.2数据,通过线性回归的方法计算出了双曲正弦形式的Arrheniu本构方程的材料参数;铝采用动态再结晶热压缩实验数据,构建了临界应变模型、动态再结晶的Yada模型。分析叶片近净形辊锻原理和特点,

决定了叶片在辊锻时,金属主要朝长度方向流动,宽度方向基本没有金属流动,为确保叶片在辊锻过程中不发生侧向弯曲,引入了金属流过各个特征截面的速度相等的条件,提出了一种迭代算法。通过热压缩实验研究了多火次锻造对1Cr12Ni3Mo2VN钢的晶粒组织的影响,验证特大型叶片省力成形技术多场耦合的正确性和可靠性;多火次a106b锻造的微观组织具有一定的遗传型,但最终晶粒组织主要由最后一火次变形来决定,实验结。a106b钢管采用多场耦合有限元模拟了特大型叶片省力成形技术的各个工序,分析了各个工序的可行性和成形后的晶粒组织状态,结果证明特大型叶片省力成形技术可以采用较小吨位设备制造出尺寸合格、晶粒组织符合要求的叶片。sa106b无缝钢管现场实验验证了镦头工艺和模锻制坯工艺是可行的现有设备能够满足镦头和模锻制坯的要求;实际生产中将采用半开式镦头工艺。本课题的研究基础是与客户签订的合同,建立一条1000吨热模锻压力机自动化锻造生产线,主要目的实现直径Ф65mm以下锚具锻件的自动化生产。工艺研究内容包括多工位闭式反挤压成形工艺设计、多工位模架模具设计以及解决生产中出现的问题。


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