GH3039的成型特性研究及扇形件壓型解決方案

張辰鸞

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150046）

GH3039的成型特性研究及扇形件壓型解決方案

張辰鸞

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150046）

為了解決燃?jí)簷C(jī)組中某隔板扇形件小角度壓型困難的問題，對(duì)GH3039材料做了在不同溫度條件下的拉伸試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)該材料在不同溫度條件下的拉伸特性進(jìn)行了分析和研究，并對(duì)3種預(yù)變形方案進(jìn)行試驗(yàn)，得出針對(duì)該零件的最佳熱壓型溫度和預(yù)變形量，進(jìn)而優(yōu)化工藝方案。結(jié)果表明，GH3039扇形件在860℃溫度條件下壓型效果優(yōu)良，回彈小，并選取了合理壓型角度，配合工藝方案設(shè)計(jì)出實(shí)用工裝。

GH3039；熱壓型；工裝

0 引言

我廠生產(chǎn)的某燃?jí)簷C(jī)組中某隔板扇形件，由GH3039的邊板和擋板焊接而成。GH3039是一種單相奧氏體型固溶強(qiáng)化合金，適宜于850℃以下長(zhǎng)期使用的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室和加力燃燒室零部件。GH3039化學(xué)成分如表1所示。

表1 GH3039的化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù) %

邊板扇形件的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 邊板零件圖

該零件為扇形，內(nèi)邊緣有6.64°彎折。作為機(jī)組重要部分的零件，質(zhì)量要求較高。毛坯為厚度δ＝4 mm的GH3039鋼板，由于曲線壓型且角度6.64°較小，容易回彈，預(yù)變形量不易確定，其壓型是一個(gè)難題。需對(duì)GH3039材料的成型特性進(jìn)行研究，得出最合理的壓型溫度和預(yù)變形量，針對(duì)該零件，規(guī)劃合理的工藝方案并設(shè)計(jì)工裝，解決實(shí)際問題。

1 GH3039 在不同溫度條件下的拉伸試驗(yàn)

拉伸試驗(yàn)是對(duì)試樣施加軸向拉力，測(cè)量試樣在變形過程中直至斷裂的各項(xiàng)力學(xué)性能。使用與我廠實(shí)際生產(chǎn)中所用GH3039板材相同的鋼板，制作拉伸試樣，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際和經(jīng)驗(yàn)，分別在400℃、600℃和860℃條件下進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，記錄試驗(yàn)結(jié)果，繪制拉伸曲線，根據(jù)曲線總結(jié)出該材料的特性，最終選定一個(gè)最合理的熱壓型溫度。根據(jù)拉伸試驗(yàn)結(jié)果繪制出的3條拉伸負(fù)荷—伸長(zhǎng)曲線，如圖2所示。

2 扇形件在不同預(yù)變形量條件下的壓型試驗(yàn)

圖2 GH3039分別在3個(gè)溫度下的拉伸曲線

使用與實(shí)際生產(chǎn)中所用GH3039板材相同的板材制作壓型試驗(yàn)件，試驗(yàn)件尺寸與產(chǎn)品件壓型前尺寸相同。在選定的最合理熱壓溫度下，給定不同的預(yù)變形量，測(cè)量試驗(yàn)件壓型后的回彈情況，確定最合理的壓型角度，確定工藝方案并設(shè)計(jì)工裝。給定的壓型角度分別為6.8°、7.2°和8°。

3 試驗(yàn)結(jié)果

3.1 拉伸試驗(yàn)結(jié)果

圖2中3條GH3039的拉伸曲線，紅色曲線溫度為400℃；棕色曲線溫度為600℃；綠色曲線溫度為860℃。試驗(yàn)得出，在860℃條件下，GH3039材料的壓型效果最優(yōu)良，回彈小。

3.2 GH3039扇形件壓型預(yù)變形量的確定

GH3039扇形試驗(yàn)件經(jīng)不同壓型角度的壓型試驗(yàn)后，測(cè)量發(fā)現(xiàn)壓型角度為7.2°的試樣回彈后最接近產(chǎn)品6.64°的彎折要求。結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，確定該零件的熱壓型角度為7.18°。

圖3 邊板扇形件的壓型工裝

3.3 確定零件工藝方案并設(shè)計(jì)工藝裝備

該零件工藝方案：按方料下料后，按扇形件展開尺寸機(jī)械加工，用專用工裝壓型后帶工裝加熱到860℃保持一段時(shí)間，經(jīng)校型得到合格的零件。配合工藝方案設(shè)計(jì)的工裝如圖3所示。

4 結(jié)論

GH3039材料在860℃條件下壓型效果好，回彈小。該GH3039邊板扇形件6.64°彎折按7.18°壓型效果最佳。經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果正確。

［1］ GB/T 14995-2010，高溫合金熱軋板［S］.

［2］ GB/T14992-2005，高溫合金和金屬間化合物高溫材料的分類和牌號(hào)［S］.

［3］ 黃乾堯，李漢康.高溫合金［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2000：4-6.

［4］ 馬培利.高溫合金［J］.金屬世界，1997（1）：4-5.

［5］ 黃春峰.SJ412-I火焰筒（GH3039）熱處理［J］.燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究，1990（2）：69-70.

［6］ 工程材料實(shí)用手冊(cè)編輯委員會(huì).工程材料實(shí)用手冊(cè)：第2卷［M］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1989：220-234.

（編輯昊 天）

TK 473

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1002－2333（2014）05－0229－02

張辰鸞（1986—），女，助理工程師，從事冷作焊接工藝工作。

2014-02-19