高速铣削镍基合金GH4169切削力的试验研究
GH4169镍基高温合金动态力学性能研究共3篇

GH4169镍基高温合金动态力学性能研究共3篇GH4169镍基高温合金动态力学性能研究1GH4169镍基高温合金动态力学性能研究随着工程技术的不断发展和进步,材料性能的要求也越来越高。
特别是在高温、高压等恶劣的工作环境下,对材料的性能要求更加严格。
GH4169镍基高温合金出现在这样的背景下,其以高温强度、耐腐蚀性和高温氧化性能优异而被广泛应用于航空航天、海洋、船舶等领域。
然而,准确评估合金在实际工况下的力学性能是保障其应用的重要前提。
动态力学性能是指材料在受外力作用下的变形和断裂行为。
本文结合GH4169镍基高温合金,研究其动态力学性能及其影响因素。
1. 合金动态拉伸性能研究采用万能材料试验机,通过快速载荷的动态拉伸试验,研究了GH4169镍基高温合金在不同温度下的动态拉伸性能。
结果表明,在高速拉伸过程中,合金呈现出韧性断裂模式。
与静态拉伸相比,合金的屈服强度、抗拉强度和断后延伸率均有所提高。
2. 动态冲击性能研究采用万能冲击试验机,研究了GH4169镍基高温合金在不同条件下的动态冲击性能。
结果表明,合金在快速载荷下,呈现出脆性断裂模式。
同时,温度、应变速率等参数对其动态冲击性能也有着显著的影响。
3. 多参数复合作用下GH4169镍基高温合金动态性能研究在实际应用中,GH4169镍基高温合金所受到的载荷通常是多种因素的综合作用。
本研究以高速冲击为主要载荷,同时考虑温度、应变速率、预处理等因素,在试验中对合金的多参数复合作用下的动态力学性能进行了研究。
结果表明,在高速冲击负载下,合金的屈服强度、抗拉强度和断后延伸率都有所提高,但其断裂模式由韧性断裂转变为脆性断裂。
4. 动态力学性能影响因素分析针对GH4169镍基高温合金动态力学性能的研究,本研究分析了其影响因素。
实验结果表明,动态冲击载荷、温度、应变速率等参数对合金的动态力学性能有着显著的影响。
此外,合金的预处理方式也会影响其力学性能。
总体来说,GH4169镍基高温合金具有很好的高温强度、耐腐蚀性和高温氧化性能,在工程应用中具有广泛的应用。
高速切削GH4169切削区材料塑性行为研究

高速切削GH4169切削区材料塑性行为研究镍基高温合金GH4169是多组元复杂合金,具有理想的抗蠕变性能,有害相少,耐高温氧化,具有优良的高温强度、较好的热稳定性和抗热疲劳性能,广泛应用于航空、航天及核工业。
但由于GH4169切削加工性很差,在切削过程中,切削变形复杂,切削温度高、切削力大且波动大,形成锯齿形切屑,刀具磨损严重,严重制约其广泛应用,一直是学术界与企业界关注的焦点问题。
因此,镍基高温合金GH4169切削区材料塑性行为的研究具有重要的价值和意义。
镍基高温合金GH4169在切削过程中,形成锯齿形切屑,但锯齿形切屑中单节切屑的形成过程非常短暂,相关的实时微观测试手段实施比较困难,很难使用传统方法对整个过程进行实时观察与分析。
本文采用切削实验与有限元仿真相结合的方法对高速切削镍基高温合金GH4169的过程进行研究,主要包括以下几方面的研究成果和结论:首先,通过霍普金森压杆实验建立GH4169高速、高应变率条件下的Johnson-Cook本构模型,并采用ABAQUS有限元软件模拟高速切削GH4169高温合金的切削变形过程,结合切削实验获取的切屑根金相图片,分析锯齿形切屑演变过程与机理。
结果表明:切削过程中的局部材料温度升高导致材料的热软化效应,改变了切削应力的分布状态,发生了热塑性剪切失稳,形成剪切局部化,导致切屑的不均匀变形从而形成了锯齿形切屑。
其次,通过研究绝热剪切带的微观结构及组织演变,进而深入研究裂纹形成机理。
可以得到:绝热剪切带以两种形式存在,形变带和转变带。
通过切屑根金相组织的观察并结合不同温度和应变率条件下材料流动应力的情况,深入研究锯齿形切屑的形成过程。
基于变形过程中切削区材料组织的流动应力情况,建立切削区材料随应变的硬化模型,将硬化情况显性化;基于Avrami equation,建立切削区动态再结晶动力学模型,并研究不同温度和应变率条件下的动态再结晶情况。
最后,通过引入应力三轴度和Lode角来揭示不同切削条件与断裂的关系,重点研究GH4169在切屑形成的过程中剪切带材料断裂失效的行为。
GH4169高温合金铣削力试验研究

一。蜘 槲一 十 去
一 削 ~ 淞 铣 力 躔 测 酣 ~ 削 试
中 图分 类号 : H1 ,G 0 . 文献标 识码 : T 6T 5 67 A
1 引言
随着航空制造技术的发展 , 高温合金材料由于其优异的高温
2 H 19 4 6 切削加工难点分析 G
由于 G 4 6 材料切削加工性较差 , H 19 为保证表面加工质量 ,
机 械 设 计 与 制 造
16 7 文章 编 号 :0 1 3 9 (0 10 — 16 0 10 — 97 2 1 ) 10 7 — 2
M a h n r De in c iey sg & M a fc u e nu a t r
第 1 期 2 1 年 1月 01
ห้องสมุดไป่ตู้
G 9高温合金 铣 削力试 验研 究 木 H4 1 6
( 北工业大 学 现 代设计与 集成 制造技术 教育部重 点实验 室 , 西 西安 7 0 7 ) 0 2 1
An e p r x e i n a t d n hg - e me t l u y o ih t mp r t r l y GH41 9 mii g f r e s e au eal o ln o c 6 l LU We— e,HA G L —a S A h n w iG O X a-un I iw iZ N a l,H N C e- e, A ioja
过数控铣削试验 , 分析切削用量 、 冷却措施等 因素对铣削力 的影
具 有 非 常重 要 的意 义 。
★来 稿 日期 :0 0 0 — 2 1— 3 1 1
3 H 19 削试 验 分析 46 铣 G
铣 削试 验 条件 , 表 1 示 。 如 所
不同工具电极材料对短电弧铣削加工GH4169的影响研究

不同工具电极材料对短电弧铣削加工GH4169的影响研究李雪芝;周建平;王恪典;许燕【摘要】During short arc milling,the electrode material directly affects the workpiece surface quality,electrode wear and dimensional accuracy. The electrode materials of graphite,copper,carbon steel and aluminum were selected,and the influence of four kinds of electrode materials on the nickel-based super-alloy GH4169 was analyzed under the same electrical parameters ,including surface macroscopic quality,inter-pole voltage-current waveform,electrode discharge performance,surface morphology,chemical composition,micro -hardness,etc. The results found that graphite electrode materials is more suitable for short arc milling.%在短电弧铣削过程中,电极材料直接影响工件表面质量、电极损耗及尺寸精度等.选取石墨、紫铜、碳钢、铝4种工具电极材料,在同一电参数下,通过实验分析4种电极材料对镍基高温合金GH4169工件的影响规律,包括表面宏观质量、极间电压-电流波形、电极放电性能、表面形貌、化学成分、显微硬度等,结果发现石墨电极材料更适合短电弧铣削加工.【期刊名称】《电加工与模具》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】5页(P31-35)【关键词】短电弧铣削加工技术;GH4169;电极损耗;微观组织【作者】李雪芝;周建平;王恪典;许燕【作者单位】新疆大学机械工程学院,新疆乌鲁木齐 830047;新疆大学机械工程学院,新疆乌鲁木齐 830047;西安交通大学机械工程学院,陕西西安 710049;新疆大学机械工程学院,新疆乌鲁木齐 830047【正文语种】中文【中图分类】TG661镍基高温合金GH4169是典型的难加工材料,它内含大量高熔点的合金元素及其碳化物、氮化物(如WC、Nb等),在一定的温度范围内能保持相当高的强度和硬度,且导热率较低,所以GH4169的切削加工性较差,主要表现在切削力大、切削温度高、刀具磨损剧烈及排屑困难等方面[1-2]。
GH4169高温合金切屑形态分析

GH4169高温合金切屑形态分析摘要:针对陶瓷刀具WG300 车削高温合金GH4169,设计了车削加工实验,利用扫描电镜( SEM) 图对产生的切屑的形态进行研究,得到了切削速度对切屑的影响规律,观察到随着切削速度的增加,切屑出现显著的锯齿状。
该研究对陶瓷刀具加工过程中的切削速度的选择具有指导和参考意义。
关键词: 陶瓷刀具; 高温合金GH4169; SEM第一章绪论1. 1 高温合金的类型及应用高温合金的种类很多,不同基体的高温合金的物理和化学性能也不同。
按照基体的组成可以将高温合金分为铁基、镍基和铁镍基。
其中铁基和铁镍基都是以铁为基体。
镍基高温合金的含镍量大于或等于50%,适用于工作温度高达1000℃。
为了得到理想的强度和抗蠕变性能通常情况下,可以采用固溶、时效等方式。
我国六十年代发射了核弹,近几年还研制出了第四代战机,但是航空发动机的设计及制造技术还没有掌握。
盘轴、机匣和叶轮都是发动机上的关键零件,这些部件高温工作区的部分都是采用镍基高温合金作为材料的。
这些部件都属于典型的机构复杂、壁薄、易于变形的难加工零件。
这些零件对配合表面尺寸,表面精度等技术指标要求都很高,使得这些部件的加工变得很难。
想要制造出合格的零件与高温合金的切削参数、切削刀具及工艺等密不可分。
因此,对于镍基高温合金切削加工的研究显得越来越重要。
1.2 陶瓷刀具的特性陶瓷具有很高的硬度、耐磨性能以及良好的高温力学性能,与金属的亲和力小,不易与金属产生黏结,并且化学稳定性好。
国外使用陶瓷刀具切削高温合金,切削速度已经达到700 m/min,其速度是硬质合金刀具的10倍。
采用陶瓷刀具进行高温合金零件的粗加工,可以减少加工周期,从而提高经济效益。
目前,国内外学者对陶瓷刀具在切削高温合金过程中的切削特性、刀具磨损、切削温度、沟槽磨损、切削力及表面粗糙度进行了深入的研究。
但针对GH4169 (Inconel718)的高速车削切屑依然缺乏系统的研究。
热机载荷下GH4169G车削

热机载荷下GH4169G车削目录1. 热机载荷下的GH4169G车削技术研究 (2)1.1 研究背景与意义 (3)1.2 GH4169G材料简介 (4)1.3 热机载荷下的材料行为 (5)1.4 车削过程及其对材料的影响 (6)2. 车削工艺参数优化 (8)2.1 切削速度的优化 (8)2.2 进给率的优化 (9)2.3 切削液的使用 (11)2.4 刀具种类与刃磨技术 (12)3. 热机载荷下的材料性能评估 (13)3.1 热变形量测试 (15)3.2 残余应力分析 (15)3.3 表面粗糙度测试 (16)3.4 截面断裂行为 (17)4. 车削过程中的质量控制 (19)4.1 几何尺寸与表面完整性控制 (20)4.2 公差与精度要求 (21)4.3 缺陷检测与预防 (22)5. 车削过程的动态响应分析 (23)5.1 动态载荷与振动分析 (24)5.2 热机状态下的工艺稳定性 (24)5.3 车削系统动态特性的改进 (26)6. 案例研究与数值模拟 (26)6.1 实际车削工艺流程 (28)6.2 数值模拟在车削过程中的应用 (29)6.3 模拟结果与实验数据的对比 (30)7. 结论与展望 (31)7.1 研究成果总结 (32)7.2 技术发展方向 (33)7.3 未来研究建议 (34)1. 热机载荷下的GH4169G车削技术研究随着汽车工业的快速发展,高强度、轻量化的材料在汽车零部件制造中得到了广泛应用。
GH4169G是一种具有优异性能的高温合金,广泛应用于发动机部件、涡轮盘和叶轮等关键部位。
由于其高硬度和高强度,GH4169G的加工难度较大,尤其是在热机载荷下进行车削加工时,容易产生裂纹、变形等问题。
研究热机载荷下的GH4169G车削技术具有重要的实际意义。
针对热机载荷对GH4169G车削过程的影响,本文通过数值模拟和实验研究了不同温度、切削力、切削速度等因素对GH4169G车削过程中应力分布、变形行为以及刀具磨损等方面的影响规律。
高性能涂层刀具切削GH4169高温合金的切削性能研究

高性能涂层刀具切削GH4169高温合金的切削性能研究徐兴伟;李良成;伍爱江;陈诚;崔俊博;熊计;刘俊波
【期刊名称】《工具技术》
【年(卷),期】2024(58)5
【摘要】针对难加工材料GH4169镍基高温合金切削问题,制备了TiAlN/TiAlSiN 复合涂层切削刀具,主要研究了不同偏压下TiAlN/TiAlSiN复合涂层刀具的涂层显微组织、力学性能以及切削GH4169镍基高温合金时的切削性能。
结果表明:偏压和涂层厚度增加,涂层柱状晶趋势明显,表面孔隙减少,涂层致密性提高;偏压增加,复合涂层与基体结合力增加,并且在偏压为-100V时,结合力达到最大值74.3N。
涂层的硬度和弹性模量也随着偏压的增加而增大;切削GH4169高温合金时,涂层刀具的切削磨损量明显小于未涂层刀具,且随着偏压的增加,涂层刀具的寿命得到提高;当偏压为-100V时,切削寿命最高,这归因于切削过程中Ni, Cr, Al等元素氧化并在表面形成一层致密且具有一定润滑特性的保护膜。
【总页数】6页(P47-52)
【作者】徐兴伟;李良成;伍爱江;陈诚;崔俊博;熊计;刘俊波
【作者单位】中国航发成都发动机有限公司;四川大学机械工程学院;成都航空职业技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH164
【相关文献】
1.涂层硬质合金刀具铣削粉末冶金高温合金的切削性能研究
2.TiAlN涂层与Al2O3复合涂层刀具高温合金切削性能研究
3.低合金高性能高速钢TiN涂层后的耐磨性及刀具切削性能的研究
4.AlTiCrN-DLC涂层刀具对Inconel 718高温合金的切削性能研究
5.刀具微沟槽设计对GH4169高温合金切削性能影响研究
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高温合金GH4169铣削加工的有限元模拟与铣削力试验分析

高温合 金 G H 4 1 6 9铣 削 加 工 的有 限元 模 拟 与铣 削 力试 验 分析
刘 建 强 ,赵 慧 凯 ,冯 仑 仑 ,李 锋
( 西 安 航 空 学 院 航 空工 程 系 , 西安 7 1 0 0 7 7 )
摘 要 : 为减 小 高温合 金 GH4 1 6 9铣 削过 程 中切 削力 对加 工精 度 及 表 面 质 量 的影 响 , 采用 D e f o r m 3 D有 限元 方 法对 高温合 金 GH4 l 6 9铣 削过 程 中的铣 削力进 行 了建模 与仿 真. 通 过铣
Ab s t r a c t : Bas e d on So f t wa r e De f o r m 3 D, t he f i n i t e e l e me nt me t ho d i s u s e d o f t o s i mu l a t e t he p r oc e s s o f t he Su pe r — Al l o y GH 4 1 6 9 mi l l i n g, a n d t h e n t o v e r i f y t h e a c c u r a c y of t he mo de l b y me a ns o f or t h og o na l e xp e r i me nt .The i n f l ue nc e r ul e s o f mi l l i ng p a r a me t e r s o n mi l l i ng f o r c e s a r e a na l y z e d b y u s i n g s i ng l e f a c t o r s i mu l a t i on e x pe r i me n t . A c o mp a r i s o n i s ma de b e t we e n s i mu l a t e d r e s ul t s a nd e xpe r i me nt a l v a l ue s
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经 过 对 高速 铣 削 镍 基合 金 G 4 6 H 19的切 削力 试验 分
析 , 到 以下几 点 规律 : 得 ( ) 削 速 度 对 切 削 力 和 影 响 较 大 , 着 切 削 1切 随 速度 增 加 , 切削 力先 增 加后 减 小 。因此 , 加 工 中 , 量 要 在 尽
1 9 . 1 2)6 7 6 2 9 24 ( :3 — 4 .
为 了研 究 高速 铣 削 G 4 6 H 19时 轴 向切 深 对 切 削力 的 影响 , 在切 削 速 度 v 8m m n进 给量 = . m齿 , 向  ̄ 0 / i, = 01 / 径 m
切宽  ̄ 2 m一定 的情况下 ,以不 同的轴 向切深进行试 cm =
可 以看 出 , 向切 宽 对切 削 力 大小 影 响 不是 很 大 , 削力 径 切 的大 小 曲线 基 本保 持 水平 状 态 。
.
2 进 给 量 对 铣 削 力 的 影 响
4 结
语
为 了研 究 高 速 铣 削 G 4 6 H 19时进 给 量 对 切 削力 的影 响, 在切 削 速 度 v 8 rm n 轴 向切 深 a 01m , 0d i, = , r o . m和 径 向 = 8 切 宽 6-m , /2 m一 定 的情 况下 ,以不 同的进 给 量进 行 试 验 , e  ̄ 根 据测 量 结果 ,可 得 到 图 2所 示 的 曲线 。从 图 中可 以看 出, 高速 铣 削高 温镍 基 合 金 G 4 6 H 19工件 材 料 时 , 削力 切
制造业信总化
仿一 ,毽■ I AD C C I AMI E C P CA I AP
工 时周 期 性变 化 的各 方 向铣 削力 的平均 值 作 为该 方 向的
铣削力测量 铣 削速度 对铣 削力 的影 响 .
为 了研 究 高 速铣 削 G 4 6 时 切 削 速度 对 切 削 力 的 H 19 影 响 , 进 给 量 A o1m / 、 向切 深 a= . r 和 径 在 =. m齿 轴 5 t01a 8m 向切宽 o 2 m一 定 的情 况 下 [ 以不 同 的切 削速 度 进行 m = 3 _ , 试 验 , 据测 量结 果 , ] 根 可得 到 图 1 示 的 曲线 。 图 中可 刀 具切 削 加工 面积 增 大 , 所 从 引起 切削 力 的大 幅度 增 加 。 以看出,铣削力 、 和 都随切削速度的增大而增大 , 34 径 向切 宽 对铣 削 力的 影响 .
避 开 临界产 生 切 削力 峰值 的临界 切 削速 度 。 () 2 随着 进 给 速度 和 轴 向切 深 的增 加 , 削力 也 在 逐 切 渐变 大 , 在 不 同范 围 内 , 化 的幅度 不 同 。 但 变 因此 , 可根 据
和 都 随进 给量 的增 大 而增 加 , 并且 和 在 进 给
验 , 据测 量 结果 , 得 到 图 3 根 可 所示 的 曲线 。从 图 中可 以
看出, 切削 力 和 的 大小 随 着轴 向切 深 的增 大 而逐 渐
[ ] 陈 日耀. 5 金属切削原理 [ . : M] 北京 机械 工业 出版社 ,0 2 2 0.
量增 加 到一 定程 度 后 , 加 的幅 度越 来 越大 。 削力 增 大 增 切 的 主要 原 因可 能是 随着 进 给量 的 逐渐 增 加 ,刀 具 在单 位
时 间 内需要 进 行 切 削 的面 积也 越 来越 大 ,前 刀 面 受 力越
具体生产情况 , 选择合适 的值 。
( ) 验 中 , 削参 数对切 削力 影响不 大 , 3试 各切 基本 上 来越 大 , 同时 也增 大 刀 具 与工 件 材料 之 间 的摩 擦 作 用 , 增 三娈化 。因此 , 趔封 切削参 , { 考虑对 和 的影响 。 ) 芒 在 晕 数 可 耋 加 了摩 擦 力 。 ( 增 加径 向切 宽 , 4) 对 、 和 影 响 不 大 。因此 , 在
向切深 02 m . m一定 的情 况 下 ,以不 同的 径 向切 宽 进 1
行试 验 , 据测 量 结 果 , 得 到 图 4所示 的 曲线 。从 图 中 根 可
速度 的逐渐增加 , 到一定的临界值后 , 达 金属材料 的切削
去 除机 理发 生 了变化 , 金属 材 料 发 生绝 热 剪切 , 料 内部 材 发 生 了突 变滑 移 ,使 得 刀 具 只需 要更 小 的切 削力 就 可 以 顺 利 的对工 件材 料 切削 加 工 。
但当增加到一定的临界数值后 , 反而开始逐渐减小 , 其中
变 化 不太 明显 。根据 金 属切 削原 理 , ] 可能 是 由于 切削
为 了研究高速铣削 G 4 6 H 19时径 向切宽对切削力的 影响 , 在切削速度 v 8 mm n 进给量A o1m r c 0 / i, = = . r 齿和轴 5 d
满足加工要求和加工设备允许 的情况下 ,可进一步加 大
径 向切 削宽度 来 提 高加 工效 率 。
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