一種鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件驗(yàn)收取樣方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及冶金制造領(lǐng)域,具體為一種鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件驗(yàn)收取樣方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 某發(fā)動(dòng)機(jī)低壓渦輪導(dǎo)向器內(nèi)環(huán),由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,研制初期用K4169合金代用,采 用分體鑄造再焊接的結(jié)構(gòu),盲腔焊接后內(nèi)表面殘留的焊瘤清除不了,造成對(duì)空氣流量有損 失。為了滿足發(fā)動(dòng)機(jī)減重需求,急需探索新的低壓渦輪導(dǎo)向器內(nèi)環(huán)成形、檢測(cè)及加工方法, 生產(chǎn)出合格的零件。近年來(lái)Ti 2AlNb合金粉末近凈成形技術(shù)取得了一定進(jìn)展,使用溫度可達(dá) 至|J650°C,不但能夠滿足設(shè)計(jì)對(duì)低壓渦輪導(dǎo)向器內(nèi)環(huán)組件的減重及提高使用溫度的要求,還 可以規(guī)避鑄件與鍛件成形、焊接以及鑄件與鈑金件焊接的工藝瓶頸。低壓渦輪導(dǎo)向器內(nèi)環(huán) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜,熱等靜壓后幾乎不加工,數(shù)十個(gè)孔、斜支管的三維空間尺寸的檢測(cè)、內(nèi)部缺陷的 控制技術(shù)都是前所未有的。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件驗(yàn)收取樣方法,形成鈦 鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),提升航空發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)零件的制造技術(shù)。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0005] -種鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件驗(yàn)收取樣方法,具體步驟如下:
[0006] 1)加工方法
[0007] 鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件由鈦鋁合金粉末經(jīng)熱等靜壓工藝或其它粉末冶金 近凈成形方法制造;
[0008] 2)力學(xué)性能:檢測(cè)室溫拉伸性能、高溫拉伸性能、沖擊韌性、高溫持久性能、硬度;
[0009] 3)高倍、低倍組織
[0010] 采用掃描電鏡、透射電鏡等對(duì)鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的組織進(jìn)行檢查;
[0011] 4)內(nèi)部質(zhì)量
[0012] 利用X光或熒光對(duì)鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估;
[0013] 5)非加工尺寸
[0014] 利用非接觸式激光測(cè)量方法對(duì)鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件進(jìn)行尺寸評(píng)估;
[0015] 6)鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件經(jīng)最終熱處理后,解剖件的檢驗(yàn)項(xiàng)目和取樣要求 如下:
[0016] a、化學(xué)成分,取樣部位:任意,數(shù)量:每爐1個(gè);
[0017] b、室溫拉伸性能、高溫拉伸性能、沖擊韌性,取樣部位:弦向,數(shù)量:各2個(gè);
[0018] c、高溫持久性能,取樣部位:弦向,數(shù)量:光滑、缺□各2個(gè);
[0019 ] d、低倍組織,取樣部位:徑軸,數(shù)量:對(duì)稱各1;
[0020] e、顯微組織或晶粒度,取樣部位:徑軸面,數(shù)量:2個(gè);
[0021 ] f、晶粒度,取樣部位:徑軸面,數(shù)量:2個(gè);
[0022] g、β轉(zhuǎn)變溫度或密度,取樣部位:任意,數(shù)量:2個(gè);
[0023] h、硬度,取樣部位:上下端面,數(shù)量:每個(gè)制件上下端面90°均布各4點(diǎn);
[0024] i、硬度,取樣部位:徑軸面,數(shù)量:2個(gè)。
[0025] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是:
[0026] 1、本發(fā)明通過(guò)熱等靜壓近凈成形技術(shù),獲得一種鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件。 通過(guò)建立毛坯驗(yàn)收取樣方法和指標(biāo)體系,獲得一種密度高、成分均勻、綜合機(jī)械性能優(yōu)異的 構(gòu)件,尺寸精度和表面粗糙度可以達(dá)到精密鑄造零件水平。
[0027] 2、采用本發(fā)明可以建立鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),不僅能夠提 升先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)零件減重或性能提升的制造技術(shù),同時(shí)帶動(dòng)其它技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展, 在國(guó)內(nèi)形成高端制造技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈,打破國(guó)外對(duì)我國(guó)在該領(lǐng)域的封鎖,對(duì)國(guó)內(nèi)重點(diǎn)型號(hào)研制 及發(fā)展,促進(jìn)我國(guó)航空事業(yè)及國(guó)防建設(shè)具有重大和深遠(yuǎn)的意義。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為解剖件檢驗(yàn)取樣示意圖。
[0029] 圖2為解剖件檢驗(yàn)取樣示意圖。圖中,1顯微組織、晶粒度試樣;2力學(xué)性能試樣;3低 倍組織試片。
[0030] 圖3為典型高倍組織。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 某發(fā)動(dòng)機(jī)低壓渦輪導(dǎo)向器內(nèi)環(huán),研制初期用K4169合金代用,由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,采 用分體鑄造再焊接的結(jié)構(gòu),盲腔焊接后內(nèi)表面殘留的焊瘤清除不了,造成對(duì)空氣流量有損 失。本發(fā)明鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件驗(yàn)收取樣方法已應(yīng)用于某發(fā)動(dòng)機(jī)低壓渦輪導(dǎo)向器 內(nèi)環(huán),可以推廣應(yīng)用到其它鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量評(píng)估。在具體實(shí)施過(guò)程中, 步驟如下:
[0032] 1)加工方法
[0033] 鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件應(yīng)由鈦鋁合金粉末經(jīng)熱等靜壓工藝或其它粉末冶 金近凈成形方法制造。
[0034] 2)力學(xué)性能:檢測(cè)室溫拉伸性能、高溫拉伸性能、沖擊韌性、高溫持久性能、硬度。 [0035] 3)高倍、低倍組織
[0036]采用掃描電鏡、透射電鏡等對(duì)鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的組織進(jìn)行檢查。 [0037] 4)內(nèi)部質(zhì)量
[0038]利用X光、熒光對(duì)鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。
[0039] 5)非加工尺寸
[0040] 利用非接觸式激光測(cè)量方法對(duì)鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件進(jìn)行尺寸評(píng)估。
[0041] 6)鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件經(jīng)最終熱處理后,解剖件的檢驗(yàn)項(xiàng)目和取樣要求 見(jiàn)表1。
[0042] 表 1
[0043]
LUW3」 卜囬,旭過(guò)頭施例和附囹?qū)π〖懊鬟M(jìn)一步許細(xì)況明。
[0046] 實(shí)施例
[0047]以Ti2AlNb合金導(dǎo)葉內(nèi)環(huán)質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為例具體說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施過(guò)程。
[0048] 1)加工方法
[0049] 導(dǎo)葉內(nèi)環(huán)制件應(yīng)由Ti2AlNb合金粉末經(jīng)熱等靜壓工藝成形。
[0050] 熱等靜壓工藝:在990°C~1040°C之間選定的溫度,施加壓力不小于120MPa,保持 2h~4h成形,爐冷。
[0051 ] 2)力學(xué)性能
[0052]在經(jīng)最終熱處理后的制件上,按圖1、圖2取樣位置切取試樣,弦向切取力學(xué)性能試 樣2,測(cè)試力學(xué)性能應(yīng)符合表2的規(guī)定。
[0053] 表 2
[0054]
[0055] 3)高倍、低倍組織
[0056] 按圖1、圖2取樣位置切取試樣,徑軸面切取顯微組織、晶粒度試樣1,徑軸切取低倍 組織試片3,采用掃描電鏡、透射電鏡等對(duì)低壓渦輪導(dǎo)向器內(nèi)環(huán)的高倍、低倍組織進(jìn)行檢測(cè), 典型高倍組織圖片見(jiàn)圖3,高倍組織應(yīng)為B 2+等軸α2+細(xì)小0的板條組織。在經(jīng)熱處理的制件橫 截面上檢驗(yàn)低倍組織,不允許有目視可見(jiàn)的裂紋、夾雜、偏析、分層、折疊、空洞及其它冶金 缺陷。
[0057] 4)內(nèi)部質(zhì)量
[0058]利用X光、熒光對(duì)低壓渦輪導(dǎo)向器內(nèi)環(huán)的內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。制件內(nèi)部缺陷采用X 射線檢查,不允許存在氣孔、夾雜和裂紋等缺陷。制件應(yīng)進(jìn)行熒光滲透檢驗(yàn),不應(yīng)有裂紋等 缺陷。
[0059] 5)非加工尺寸
[0060]利用非接觸式激光測(cè)量方法對(duì)鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件進(jìn)行尺寸評(píng)估。低壓 渦輪導(dǎo)向器內(nèi)環(huán)組件的非加工尺寸(35個(gè)傾斜吹氣嘴及內(nèi)腔)滿足設(shè)計(jì)圖的要求,表面粗超 度達(dá)到3.2μηι。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件驗(yàn)收取樣方法,其特征在于,具體步驟如下: 1) 加工方法 鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件由鈦鋁合金粉末經(jīng)熱等靜壓工藝或其它粉末冶金近凈 成形方法制造; 2) 力學(xué)性能:檢測(cè)室溫拉伸性能、高溫拉伸性能、沖擊韌性、高溫持久性能、硬度; 3) 高倍、低倍組織 采用掃描電鏡、透射電鏡等對(duì)鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的組織進(jìn)行檢查; 4) 內(nèi)部質(zhì)量 利用X光或熒光對(duì)鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估; 5) 非加工尺寸 利用非接觸式激光測(cè)量方法對(duì)鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件進(jìn)行尺寸評(píng)估; 6) 鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件經(jīng)最終熱處理后,解剖件的檢驗(yàn)項(xiàng)目和取樣要求如 下: a、 化學(xué)成分,取樣部位:任意,數(shù)量:每爐1個(gè); b、 室溫拉伸性能、高溫拉伸性能、沖擊韌性,取樣部位:弦向,數(shù)量:各2個(gè); c、 高溫持久性能,取樣部位:弦向,數(shù)量:光滑、缺口各2個(gè); d、 低倍組織,取樣部位:徑軸,數(shù)量:對(duì)稱各1; e、 顯微組織或晶粒度,取樣部位:徑軸面,數(shù)量:2個(gè); f、 晶粒度,取樣部位:徑軸面,數(shù)量:2個(gè); g、P轉(zhuǎn)變溫度或密度,取樣部位:任意,數(shù)量:2個(gè); h、 硬度,取樣部位:上下端面,數(shù)量:每個(gè)制件上下端面90°均布各4點(diǎn); i、 硬度,取樣部位:徑軸面,數(shù)量:2個(gè)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及冶金制造領(lǐng)域,具體為一種鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件驗(yàn)收取樣方法。本發(fā)明通過(guò)熱等靜壓近凈成形技術(shù),獲得一種鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件。通過(guò)建立毛坯驗(yàn)收取樣方法和指標(biāo)體系,獲得一種密度高、成分均勻、綜合機(jī)械性能優(yōu)異的構(gòu)件,尺寸精度和表面粗糙度可以達(dá)到精密鑄造零件水平。采用本發(fā)明可以建立鈦鋁合金近凈成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)件質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),不僅能夠提升先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)零件減重或性能提升的制造技術(shù),同時(shí)帶動(dòng)其它技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,在國(guó)內(nèi)形成高端制造技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈,打破國(guó)外對(duì)我國(guó)在該領(lǐng)域的封鎖,對(duì)國(guó)內(nèi)重點(diǎn)型號(hào)研制及發(fā)展,促進(jìn)我國(guó)航空事業(yè)及國(guó)防建設(shè)具有重大和深遠(yuǎn)的意義。
【IPC分類】G01N3/40, G01B11/00, G01N3/00, B22F3/15, G01N23/00, G01N1/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105466718
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510815514
【發(fā)明人】邰清安, 李治華, 佗勁紅, 閔慧娜, 徐強(qiáng)
【申請(qǐng)人】沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年11月20日