GH4169抗疲勞表面砂帶磨削工藝參數(shù)優(yōu)化

王冬冬，王 波

（1.海軍裝備部，西安 710021；2.中國航發(fā)動力股份有限公司，西安 710021）

航空航天技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步對航空發(fā)動機的高可靠性服役提出了新挑戰(zhàn)。葉片作為航空發(fā)動機的核心部件之一，往往服役在高溫、高壓、復(fù)雜載荷情況之下，極易發(fā)生疲勞失效[1]。據(jù)統(tǒng)計，目前航空發(fā)動機零件的失效形式多為疲勞失效[2]，疲勞失效會嚴(yán)重影響發(fā)動機的總體性能，甚至造成機毀人亡的嚴(yán)重后果[3–5]。

GH4169高溫合金是一種廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機熱端構(gòu)件的材料，具有較高的強度、抗蠕變性能和疲勞壽命，尤其是在650 ℃的環(huán)境下仍能保持理化性質(zhì)穩(wěn)定[6]。因其出色的抗剪切能力和抗磨蝕能力，GH4169高溫合金也成為典型的難加工材料[7]。在磨削過程中，磨粒鈍化及過高的材料去除率會導(dǎo)致磨削熱聚集而產(chǎn)生局部高溫，使磨削過后工件表面發(fā)生燒傷[8]，嚴(yán)重影響加工質(zhì)量，加工后表面抗疲勞性能難以保證。砂帶磨削作為加工復(fù)雜曲面的精加工方式之一，有著高效磨削、精密磨削和冷態(tài)磨削等優(yōu)點[9]，可以有效保證磨削過后復(fù)雜曲面構(gòu)件的表面完整性[10]。

葉片廓形精度、表面完整性等指標(biāo)會影響葉片的服役性能和壽命[11–12]。用于航空發(fā)動機的GH4169高溫合金葉片長期在高溫、高壓、交變載荷等復(fù)雜的環(huán)境中服役，容易產(chǎn)生周期性應(yīng)變集中的塑性變形，發(fā)生低周疲勞失效[13]。很多學(xué)者通過試驗探究了表面完整性指標(biāo)對于各種工件、試驗件低周疲勞性能的影響。Uhlmann等[14]研究了磨削工藝參數(shù)對于打磨后鋼軌粗糙度和硬度的影響，發(fā)現(xiàn)進(jìn)給速度對磨削過后的鋼軌表面粗糙度有著顯著影響。……