鎳基高溫合金旋壓成形技術研究現狀*

（華南理工大學機械與汽車工程學院，廣州 510640）

鎳基高溫合金是以鎳為基體，在650℃以上的高溫下有較高的強度及一定的抗氧化腐蝕能力等綜合性能的一類合金[1]；因具有高強、輕質、優異的疲勞和斷裂韌性等優點，被廣泛應用于航空、航天、艦船及核工業等高端裝備領域[2]。鎳基高溫合金薄壁構件，如航空發動機及燃氣輪機燃燒室殼體、核反應堆用屏蔽罩等[3]，是高端裝備中熱端部位的核心零部件，主要在高溫、高壓及重載等嚴酷的環境下服役，其成形質量和組織性能直接決定裝備的整機性能[4]。此類零件傳統的制備方法主要有板材卷焊或多道次沖壓拉深成形。采用卷焊工藝時，易脆裂和應力集中的焊縫往往成為裂紋擴展的源頭，且焊接應力的存在會影響構件的尺寸精度及形位公差[5]；采用多道次沖壓拉深成形時，存在不同程度的壁厚減薄和壁厚不均勻現象[6]。旋壓是借助于旋輪的進給運動，加壓于隨芯模沿同一軸線旋轉的金屬毛坯，使其產生連續的局部塑性變形而成為所需薄壁空心零件的一種有效的近凈精密塑性成形方法；具有材料利用率高、成本低、產品性能好的優點，而且可有效避免卷焊時的焊縫及改善沖壓拉深成形時的壁厚不均勻性[7]。因此，旋壓成形是制備鎳基高溫合金薄壁構件最有效的方法之一。

鎳基高溫合金室溫下塑性較好（如Haynes230 合金室溫伸長率為46%），但合金化程度高，成形時變形抗力大，加工硬化嚴重（如Haynes230 合金硬化指數為0.74）[8]。……