【摘 要】
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高温合金GH4169工件在实际生产中需要经过热处理及切削加工等一系列工艺。然而,GH4169优良的材料强度导致较差的切削加工性,切削加工表面硬化程度高并产生残余应力。切削表面严重的硬化程度不利于高温合金的连续切削加工,而过大的残余应力又会影响工件的加工形状精度。以GH4169切削加工表面力学性能演变为研究对象,针对铣削与热处理组合工艺加工方式,对GH4169铣削加工表面层材料力学性能和热处理微观组
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高温合金GH4169工件在实际生产中需要经过热处理及切削加工等一系列工艺。然而,GH4169优良的材料强度导致较差的切削加工性,切削加工表面硬化程度高并产生残余应力。切削表面严重的硬化程度不利于高温合金的连续切削加工,而过大的残余应力又会影响工件的加工形状精度。以GH4169切削加工表面力学性能演变为研究对象,针对铣削与热处理组合工艺加工方式,对GH4169铣削加工表面层材料力学性能和热处理微观组织进行评价分析,研究高温合金GH4169铣削/热处理组合工艺加工表面层材料硬化行为,阐明高GH4169铣削/热处理组合工艺加工表面硬化和微观组织的演变机理。具体研究内容如下:首先,通过高温合金GH4169端面铣削试验定量评价铣削表面层材料的力学性能。分析GH4169铣削表面切削方向和进给方向残余应力差异以及最大加工硬化程度,阐明铣削速度和每齿进给量对GH4169加工表面硬化以及残余应力的影响规律,揭示GH4169铣削表面力学性能与铣削加工参数的对应关系。其次,研究分析热处理工序对高温合金GH4169微观组织以及硬度的影响。对GH4169固溶时效热处理后的物相成分进行XRD分析,观测分析GH4169固溶热处理后的晶粒尺寸及其显微硬度,揭示热处理工艺对GH4169微观组织的影响规律和机理,建立GH4169晶粒尺寸与显微硬度之间的定量关系。然后,针对高温合金GH4169切削表面加工硬化严重的问题,研究铣削/热处理组合工艺对GH4169加工表面微观组织和显微硬度的影响。对铣削/热处理组合工艺加工的GH4169表面微观组织进行表征,分析铣削与固溶热处理工艺顺序安排对GH4169加工表面塑性变形、晶粒细化和加工硬化程度的影响规律,揭示组合工艺顺序对GH4169微观组织和加工硬化的影响机理。最后,针对高温合金GH4169切削加工表面残余应力导致工件变形的问题,研究铣削和退火热处理加工后GH4169加工表面残余应力的释放规律,揭示基于位错滑移和强化相析出的残余应力释放机理,阐明GH4169工件切削加工变形与残余应力的关系,建立切削表面残余应力导致GH4169工件变形的预测模型,提出GH4169铣削加工后的退火热处理工艺制度。
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