《LFJ異質鈦合金連線區銑削殘餘應力形成機理及分布規律》是依託南京航空航天大學，由汪洪峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：LFJ異質鈦合金連線區銑削殘餘應力形成機理及分布規律
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：汪洪峰
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
目前航空發動機整體葉盤製造主要採用電鑄方法，但這種方法對環境污染太大，為了避免這種污染，國內有採用線性摩擦連線(簡稱LFJ)和高速銑削相結合的方法製造整體葉盤，但這種方法易造成LFJ連線區域銑削殘餘應力分布不均勻，導致葉盤變形較大。本課題針對異質鈦合金LFJ連線區域銑削殘餘應力進行分析，認為初始應力(材料本身應力和LFJ連線應力)、裝夾應力和銑削應力是形成異質鈦合金LFJ連線區域銑削殘餘應力的主要組成部分。因此，本課題就從這三大應力入手，通過機理分析與實驗研究，揭示異質鈦合金LFJ連線機理及其應力分布規律；通過對異質鈦合金LFJ連線區域高速銑削加工機理、銑削力、銑削溫度、裝夾方式、銑削方式等研究，建立異質鈦合金LFJ連線區域銑削模型，通過此銑削模型並結合LFJ連線區域殘餘應力分布規律，建立異質鈦合金LFJ連線區域銑削應力模型，最終獲得異質鈦合金LFJ連線區域銑削銑削應力分布規律。
結題摘要
本課題主要是研究LFJ異質鈦合金連線區域銑削殘餘應力分布，獲得滿足現代戰鬥機發展需要的航空發動機整體葉盤，這為自主研究與生產我國航空發動機提供技術支持具有重要意義。 本課題研究了異質鈦合金LFJ連線機理及應力分析，主要包括飛邊的形成、測力儀的設計與製造、連線過程中作用力的測量、連線過程中溫度的測量、分析了異質鈦合金區域的殘餘應力分布等；研究了異質鈦合金LFJ連線區域本構關係，主要包括連線區強度變化、硬度變化、應力應變關係以及相應的比熱容、熱膨脹係數、導熱係數和彈性模量等變化規律等；研究了異質鈦合金LFJ連線區域的銑削力和銑削溫度，主要包括銑削力測量儀設計製造、銑削溫度測量方法、銑削工藝參數對銑削力和銑削溫度的影響等；研究了異質鈦合金LFJ連線區域的銑削應力模型及分布規律，主要包括銑削模型建立、工件裝夾對銑削殘餘應力的影響、連線殘餘應力對後續銑削殘餘應力的影響、分析了銑削力和銑削溫度對銑削殘餘應力的影響規律。 本課題結果顯示，飛邊與頂鍛作用力、摩擦壓力以及焊接時間等工藝參數有著緊密的關係。隨著摩擦時間的繼續增加，摩擦表面溫度繼續升高，在TC11鈦合金摩擦表面的金屬原子早已經被激活，此時，TC17鈦合金摩擦表面的金屬原子也已經開始活躍起來，雙方金屬原子不斷的進入到對方界面，在高溫保持下，這種活躍程度不斷增加，然後在頂鍛力的作用下，促使這種活躍的金屬原子更深層次進入對方裡面，出現塑性流動現象，最終在大變形的基礎上實現TC11/TC17異質鈦合金的LFJ連線。試樣的殘餘應力分布與工藝參數之間還是有直接的關係的。在TC11鈦合金一邊的連線區硬度肯定低於靠近TC17鈦合金一邊的硬度值。常溫下，隨著應變速率的增加，TC11/TC17LFJ連線區材料的屈服強度和流動應力都有不同程度的增加，但其應變硬化率隨著應變率的增加而逐漸趨於零。各種試樣連線區域的摩擦係數平均在0.5~0.6之間。TC11鈦合金、TC17鈦合金以及LFJ連線部分的摩擦磨損區域出現粒狀脫落、梨溝形狀以及孔洞等現象，說明它們經歷了磨粒磨損和滑移磨損等過程。各種試樣極化曲線均沒有鈍化現象。腐蝕電流小，腐蝕電位為負值且小，材料具有抗腐蝕能力。四個試樣的中間部位殘餘應力數值相對較小，這可能與連線區域殘餘應力的釋放相互抵消消除部分殘餘應力有關。當溫度增加，TC11鈦合金塑性變化增大，以連線區域為中心，出現互扭狀態。
