GH4169高温合金是先进航空发动机高温叶片的关键材料。提高GH4169高温合金加工后的表面完整性有利于提高疲劳性能,对航空发动机的长期稳定运行具有重要意义。砂带磨削可以有效提高GH4169的表面完整性,但采用不同工艺参数磨削后的表面完整性对疲劳性能的影响尚未完全揭示。通过磨削基础实验研究了不同工艺参数对GH4169高温合金表面完整性的影响,探讨了工艺参数对表面形貌、粗糙度和残余应力的影响。
横截面,讨论了工艺参数对疲劳性能的影响。结果表明,不同的砂带磨削工艺参数可以显著改变表面形貌、粗糙度、残余应力等表面完整性指标。粗糙度主要影响应力集中,粗糙度越大,裂纹萌生就越容易。粗糙度最小的3号样品比1号样品疲劳循环次数高111.04%。残余应力可以抑制裂纹的萌生和缓慢的裂纹扩展,即使在大粗糙度下,4号样品的疲劳寿命仍优于1号样品,4号样品的裂纹扩展速率比3号样品小32.4%。考虑到抗疲劳性能和加工效率,线速度范围为11~15 m/s,进给速度范围为5~9 mm/s,磨削深度为0.1~0.25 mm。
论文创新点及主要图表
图1 工件处理流程
图2 磨削温度
图3 磨削表面形貌
图4 沿深度方向残余应力
图5 循环寿命统计对比
图6 裂纹扩展速率对比
论文基本信息
Guijian Xiao, Benqiang Chen, Shaochuan Li, Xiaoqin Zhuo, Zeyong Zhao. Surface integrity and fatigue performance of GH4169 superalloy using abrasive belt grinding, Engineering Failure Analysis, 142, 2022, 106764.
肖贵坚,副教授,重庆大学机械与运载工程学院。
陈本强,重庆大学机械与运载工程学院在读硕士,从事抗疲劳砂带磨削研究。发表论文2篇,参与国家和省部级项目2项。
成果列表如下:
[1] Guijian Xiao, Benqiang Chen, Shaochuan Li, Xiaoqin Zhuo, Zeyong Zhao. Surface integrity and fatigue performance of GH4169 superalloy using abrasive belt grinding, Engineering Failure Analysis, 142, 2022, 106764.
[2] Guijian Xiao, Benqiang Chen, Shaochuan Li, Xiaoqin Zhuo, Fatigue life analysis of aero-engine blades for abrasive belt grinding considering residual stress, Engineering Failure Analysis, 131,2022, 105846