[发明专利]高温合金预先压应力处理模具

说明书

技术领域：本发明涉及一种高温合金领域的预先压应力处理模具。

背景技术：高温合金被广泛应用于航空发动机的涡轮盘及叶片材料，在服役过程中，蠕变损伤是其主要的失效方式。高温合金的宏观力学性能与其微观组织结构密切相关，而合金在蠕变过程中其组织结构会发生演化。如果利用单晶高温合金蠕变期间发生的组织演化规律，采用高温预应力处理，使合金中的γ′相沿某一取向转变成筏状组织，以阻碍位错运动，并大幅度提高合金的高温力学和蠕变性能。

多年来，很多学者尝试着采用预应力处理，使合金的组织结构发生变化，以期提高合金的高温力学及蠕变性能。然而，实践表明，预先压应力处理的模具对预处理的效果有重要影响，尤其是对预先压应力处理面积较大的样品，需要模具有较高的高温强度，同时，预先压应力处理的模具还要考虑经济性、操作简便性及可拆卸性等。为此，我们设计了一种新型的可直接安装在拉伸蠕变试验机中、可多次拆卸的高温合金预先压应力处理模具。

发明内容：

发明目的：本发明高温合金预先压应力处理模具，其目的在于提供一种具有较高的高温强度、经济性、操作简便性及可拆卸性的模具。

技术方案：本发明是通过以下技术方案实施的：

一种高温合金预先压应力处理模具，其特征在于：该模具由上模、中模、下模及其若干附属配件组成，上模的上部设有外螺纹A，下部带有凹槽B，凹槽B的形状为上宽下窄的形状；中模的内部带有一个一端封闭的深槽E，外部带有一个凹槽D，凹槽D的口径与上模的凹槽B相匹配；下模上部设有一个外螺纹G，下模的中部为一通槽H，通槽H的宽窄与中模厚度尺寸相匹配；附属配件中衬垫的宽窄与中模的深槽E相匹配；附属配件中压垫的宽窄与衬垫相匹配。

中模深槽E的开口处设有方台C；附属配件中还包括第一支撑垫，第一支撑垫的大小与中模的方台C相匹配。

附属配件中还包括第二支撑垫，第二支撑垫的大小与下模的通槽H相匹配。

优点及效果：本发明所提供的模具可预先压应力处理面积较大的样品，具有较高的高温强度，并且可直接安装在拉伸蠕变试验机中，可多次拆卸，所以操作简便、经济实用。

附图说明

图1为本发明的上模结构示意图；

图2为本发明的中模结构示意图；

图3为本发明的下模结构示意图；

图4为本发明的衬垫结构示意图；

图5为本发明的压垫结构示意图；

图6为本发明的第一支撑垫结构示意图；

图7为本发明的第二支撑垫结构示意图。

具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明进行具体说明：

本发明一种高温合金预先压应力处理模具，主要由上模1、中模2、下模3及其若干附属配件组成，具体操作是：首先将图4所示的衬垫4放置于图2中模2的F处，然后将预先压应力处理的料坯放置于图4的J处，将图5所示的压垫5压在预先压应力处理料坯品上；将图3所示的下模3穿过中模2的深槽E中，使下模I处压在料坯上的压垫5上，图1的上模1设计最有特点，其上设有凹槽B，凹槽B的形状为上宽下窄的形状，与中模2的凹槽D相匹配；最后将图1所示上模1的凹槽B和中模2的凹槽D插接在一起，整个模具安装完毕。

图6所示的第一支撑垫6安装在图2中模2的方台C处，使其起支撑作用，防止中模2的变形。将图7所示的第二支撑垫7安装在已经套在中模内的下模H处，以防止下模3的变形。

根据蠕变试验机中高温拉杆的内螺纹，在模具上模1设有外螺纹A，并使其与蠕变机的上拉杆相连接；在模具下模3设有外螺纹G，并使其与蠕变机的下拉杆相连接。

根据所需的载荷和温度，利用蠕变机进行加载，实现预先压应力处理的功能。

该模具使用定向凝固高温合金DZ002铸造而成，为柱状晶结构。模具采用上、中、下三部分的合理配置，把蠕变试验机的拉应力改变为压应力；上下两套模具在铸造时即保留螺纹位置，铸造完成并热处理后加工螺纹，可使其直接安装在拉伸蠕变试验机上。