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)仍能保持熱強性及抗高溫氧化性,常用于發(fā)動(dòng)機高溫處的零部件的制造材料和航海設備暴露零部件。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(guò)GH3128鎳基高溫合金銑削實(shí)驗并結合數學(xué)模型對該金屬的切削機理進(jìn)行研究。本文主要研究GH3128鎳基高溫合金的切削過(guò)程的切削力和表面加工質(zhì)量;切削功率、切削參數的合理制定、機床夾具的設計等都是以切削力為主要參考依據,而表面粗糙度是目前衡量加工質(zhì)量好壞的的參數,并且也常用來(lái)指導切削參數的選用。因此切削力以及加工質(zhì)量對該材料加工應用有著(zhù)十分重要的意義。由于GH3128很少有相關(guān)加工參數,因此采用灰色關(guān)聯(lián)度和模糊綜合評價(jià)方法對該材料的可加工性進(jìn)行評估。在評估過(guò)程中針對模糊綜合評價(jià)中高斯隸屬度函數的缺點(diǎn),通過(guò)構建新的函數替換原有的隸屬度函數,大大簡(jiǎn)化了評估過(guò)程,降低了計算成本,提高了金屬材料可加工性評估方法的應用性。結合已有的金屬材料可加工性等級表,估計出材料GH3128的可加工性等級,然后參考同等級其他金屬材料的切削參數,合理制定材料GH3128的切削參數。材料GH3128鎳基高溫合金在CAXA雕銑中心進(jìn)行單因素試驗和正交試驗。在該實(shí)驗中使用硬質(zhì)合金端銑刀,該刀具表面帶有AlTi涂層。由于實(shí)驗采集到的切削力信號中耦合了許多噪聲信號,常用功率譜密度法和濾波器濾波的方案已不能適用試驗中采集到的切削力信號。因此,在濾波時(shí)使用功率譜密度分析和小波變換相結合的方法,對切削力信號進(jìn)行分解濾波降噪獲取含低噪聲的力信號,提高了切削力可信度。根據試驗數值分別建立了切削力和表面粗糙度的經(jīng)典線(xiàn)性回歸模型,而在回歸模型的假設條件驗證時(shí),采用了Globaltest檢驗法進(jìn)行了量化驗證以提高模型的準確性。在建立機器學(xué)習模型時(shí),對六種機器學(xué)習模型比較預測性能,并對各個(gè)切削參數的重要性進(jìn)行分析。

GH3128高溫合金蠕變特性：

GH3128鎳基高溫合金是現代航空航天、以及艦艇和工業(yè)燃氣輪機的關(guān)鍵熱端部件材料（如渦輪葉片、導向器葉片、燃燒室等）,也是核反應堆、化工設備、煤轉化技術(shù)等工作環(huán)境非常嚴苛的重要高溫結構材料。主要以GH3128高溫鎳基合金為分析對象,分析其在高溫狀況下蠕變行為,主要研究?jì)热萑缦?應用Gleeble3800熱力模擬試驗機進(jìn)行高溫蠕變拉伸試驗,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,將采集的試驗數據,經(jīng)過(guò)Origin9.0軟件進(jìn)行擬合處理,繪制出應變-時(shí)間曲線(xiàn)。確定蠕變模型,利用試驗數據進(jìn)行線(xiàn)性擬合,確定方程各參數,得到GH3128在高溫狀況下蠕變本構方程。分別應用基于外推法的Norton蠕變損傷理論和Kachanov-Rohatnov蠕變損傷理論,對950℃環(huán)境下GH3128高溫鎳基合金蠕變過(guò)程進(jìn)行損傷分析,并對兩種方法計算的損傷因子進(jìn)行比較。應用有限元軟件中原有的Norton蠕變模型,對試驗過(guò)程進(jìn)行模擬,發(fā)現有限元軟件中的蠕變模型不能夠很好地體現蠕變全過(guò)程。針對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寫(xiě)入到ANSYS軟件中,并把此模型模擬的試驗結果與試驗數據進(jìn)行對比分析。以HTR-10中間換熱器冷卻管為例,當冷卻管材料選用GH3128高溫鎳基合金時(shí),對冷卻管中三向應力進(jìn)行分析,并計算考慮蠕變效應后的三向應力與彈性應力進(jìn)行對比?？紤]蠕變效應后改變管壁厚度和平均半徑,對比分析冷卻管中的應力變化。對冷卻管進(jìn)行蠕變屈曲分析,應用有限元法,采用蠕變方程式對模型進(jìn)行模擬,選取管壁面應變隨時(shí)間變化曲線(xiàn),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,對比分析蠕變屈曲臨界時(shí)間。