TC11鈦合金整體葉盤鍛件組織均勻性評(píng)價(jià)方法

楊艷慧， 劉 東， 羅子健

(西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院，西安 710072)

盤件是渦輪機(jī)械的關(guān)鍵部件，航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)用盤件一般采用高溫合金、鈦合金等難變形材料進(jìn)行制造，其組織均勻性對(duì)盤件的使用性能具有重要影響［1］。因此，科學(xué)地進(jìn)行盤鍛件組織均勻性評(píng)價(jià)和控制一直是難變形材料盤鍛件制造技術(shù)的重要研究方向。由于難變形材料鍛件的組織狀態(tài)與變形均勻性關(guān)系密切，國內(nèi)外許多學(xué)者致力于盤鍛件變形均勻性的評(píng)價(jià)和控制研究工作。趙國群［2，3］等提出了描述鍛件變形均勻性的指標(biāo)，并對(duì)H型截面盤鍛件進(jìn)行預(yù)成形設(shè)計(jì)。作者也曾就GH4169合金渦輪盤鍛件變形均勻性表征方法進(jìn)行了研究，并提出了提高鍛件變形均勻性的預(yù)成形優(yōu)化方法［4，5］。在鍛件組織均勻性方面，趙國群［6］等人應(yīng)用Yada模型，進(jìn)行了面向微觀組織優(yōu)化的預(yù)成形設(shè)計(jì)。然而，對(duì)于高溫合金和鈦合金等難變形材料，熱加工過程中會(huì)同時(shí)發(fā)生或相繼發(fā)生多個(gè)物理冶金過程，例如，相變、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶、亞動(dòng)態(tài)再結(jié)晶以及靜態(tài)再結(jié)晶等。簡(jiǎn)單地運(yùn)用現(xiàn)有的組織演化模型［7～10］并不能獲得理想的組織均勻性評(píng)價(jià)效果。

本工作基于Taguchi方法，提出了以鍛件內(nèi)部熱力參數(shù)為基本變量的損失函數(shù)，從而探索盤類鍛件組織均勻性的評(píng)價(jià)方法。以TC11鈦合金整體葉盤為例，應(yīng)用所建立的損失函數(shù)對(duì)整體葉盤鍛造過程進(jìn)行有限元數(shù)值模擬和鍛件組織均勻性評(píng)價(jià)，并將數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。……