GH3128高溫合金性能分析：

GH3128鎳基高溫合金以其在高溫環(huán)境中使用時(shí)仍能保持熱強(qiáng)性及抗高溫氧化性,常用于發(fā)動(dòng)機(jī)高溫處的零部件的制造材料和航海設(shè)備暴露零部件。該金屬在高溫下的優(yōu)良性能使其加工制造十分困難,因此本文通過GH3128鎳基高溫合金銑削實(shí)驗(yàn)并結(jié)合數(shù)學(xué)模型對(duì)該金屬的切削機(jī)理進(jìn)行研究。本文主要研究GH3128鎳基高溫合金的切削過程的切削力和表面加工質(zhì)量;切削功率、切削參數(shù)的合理制定、機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)等都是以切削力為主要參考依據(jù),而表面粗糙度是目前衡量加工質(zhì)量好壞的的參數(shù),并且也常用來指導(dǎo)切削參數(shù)的選用。因此切削力以及加工質(zhì)量對(duì)該材料加工應(yīng)用有著十分重要的意義。由于GH3128很少有相關(guān)加工參數(shù),因此采用灰色關(guān)聯(lián)度和模糊綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)該材料的可加工性進(jìn)行評(píng)估。在評(píng)估過程中針對(duì)模糊綜合評(píng)價(jià)中高斯隸屬度函數(shù)的缺點(diǎn),通過構(gòu)建新的函數(shù)替換原有的隸屬度函數(shù),大大簡化了評(píng)估過程,降低了計(jì)算成本,提高了金屬材料可加工性評(píng)估方法的應(yīng)用性。結(jié)合已有的金屬材料可加工性等級(jí)表,估計(jì)出材料GH3128的可加工性等級(jí),然后參考同等級(jí)其他金屬材料的切削參數(shù),合理制定材料GH3128的切削參數(shù)。材料GH3128鎳基高溫合金在CAXA雕銑中心進(jìn)行單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)。在該實(shí)驗(yàn)中使用硬質(zhì)合金端銑刀,該刀具表面帶有AlTi涂層。由于實(shí)驗(yàn)采集到的切削力信號(hào)中耦合了許多噪聲信號(hào),常用功率譜密度法和濾波器濾波的方案已不能適用試驗(yàn)中采集到的切削力信號(hào)。因此,在濾波時(shí)使用功率譜密度分析和小波變換相結(jié)合的方法,對(duì)切削力信號(hào)進(jìn)行分解濾波降噪獲取含低噪聲的力信號(hào),提高了切削力可信度。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)值分別建立了切削力和表面粗糙度的經(jīng)典線性回歸模型,而在回歸模型的假設(shè)條件驗(yàn)證時(shí),采用了Globaltest檢驗(yàn)法進(jìn)行了量化驗(yàn)證以提高模型的準(zhǔn)確性。在建立機(jī)器學(xué)習(xí)模型時(shí),對(duì)六種機(jī)器學(xué)習(xí)模型比較預(yù)測(cè)性能,并對(duì)各個(gè)切削參數(shù)的重要性進(jìn)行分析。

GH3128高溫合金蠕變特性：

GH3128鎳基高溫合金是現(xiàn)代航空航天、以及艦艇和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的關(guān)鍵熱端部件材料（如渦輪葉片、導(dǎo)向器葉片、燃燒室等）,也是核反應(yīng)堆、化工設(shè)備、煤轉(zhuǎn)化技術(shù)等工作環(huán)境非常嚴(yán)苛的重要高溫結(jié)構(gòu)材料。主要以GH3128高溫鎳基合金為分析對(duì)象,分析其在高溫狀況下蠕變行為,主要研究內(nèi)容如下:應(yīng)用Gleeble3800熱力模擬試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行高溫蠕變拉伸試驗(yàn),分析GH3128高溫鎳基合金在高溫狀況下蠕變行為,選用合理的高溫蠕變理論,將采集的試驗(yàn)數(shù)據(jù),經(jīng)過Origin9.0軟件進(jìn)行擬合處理,繪制出應(yīng)變-時(shí)間曲線。確定蠕變模型,利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合,確定方程各參數(shù),得到GH3128在高溫狀況下蠕變本構(gòu)方程。分別應(yīng)用基于外推法的Norton蠕變損傷理論和Kachanov-Rohatnov蠕變損傷理論,對(duì)950℃環(huán)境下GH3128高溫鎳基合金蠕變過程進(jìn)行損傷分析,并對(duì)兩種方法計(jì)算的損傷因子進(jìn)行比較。應(yīng)用有限元軟件中原有的Norton蠕變模型,對(duì)試驗(yàn)過程進(jìn)行模擬,發(fā)現(xiàn)有限元軟件中的蠕變模型不能夠很好地體現(xiàn)蠕變?nèi)^程。針對(duì)GH3128高溫鎳基合金蠕變進(jìn)行研究,建立損傷-硬化蠕變模型,并利用UPFs將含有損傷-硬化蠕變模型的程序?qū)懭氲紸NSYS軟件中,并把此模型模擬的試驗(yàn)結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。以HTR-10中間換熱器冷卻管為例,當(dāng)冷卻管材料選用GH3128高溫鎳基合金時(shí),對(duì)冷卻管中三向應(yīng)力進(jìn)行分析,并計(jì)算考慮蠕變效應(yīng)后的三向應(yīng)力與彈性應(yīng)力進(jìn)行對(duì)比。考慮蠕變效應(yīng)后改變管壁厚度和平均半徑,對(duì)比分析冷卻管中的應(yīng)力變化。對(duì)冷卻管進(jìn)行蠕變屈曲分析,應(yīng)用有限元法,采用蠕變方程式對(duì)模型進(jìn)行模擬,選取管壁面應(yīng)變隨時(shí)間變化曲線,采用“曲率極大點(diǎn)"法,求解蠕變屈曲臨界時(shí)間,并改變管壁厚度和平均半徑,對(duì)比分析蠕變屈曲臨界時(shí)間。