[发明专利]一种基于零件变形程度控制的TC4合金机匣锻件验收方法

说明书

本发明提供一种以实现零件残余应力变形程度控制为目的TC4钛合金机匣专用验收方法及标准，该方法通过改变现有钛合金机匣通用的环件标准固定在中心部位取样的规定，根据钛合金机匣锻件形状特点，在不同的典型位置处切取试样进行组织性能检测，保证不同位置冶金质量达标的同时满足均匀性评价及其检测取样的要求；同时改变现有钛合金机匣通用的环件标准中力学性能指标为单边控制限、组织区间跨度大的规定，针对机匣锻件的力学性能和高低倍组织提出更为严格的区间要求及均匀性技术指标，从而建立起TC4合金机匣锻件专用的冶金质量验收标准。该方法能够提升航空发动机用机匣锻件的冶金质量及相关零件的制造技术水平。

技术领域

本发明属于锻件制造技术领域，特别提供一种基于零件变形程度控制的TC4合金机匣锻件验收方法及验收标准。

背景技术

航空发动机用钛合金机匣毛坯一般为环形锻件，其冶金质量验收要求为钛合金环形锻件通用技术指标。相对于一般环形结构件，机匣类零件具有型面复杂、薄壁、易变形等特点，按照通用技术指标制造的机匣锻件其组织、力学性能均匀性程度低，不同批次间冶金质量水平波动较大，加工过程中时常暴露出由于残余应力释放不当引发零件尺寸变形过大导致报废的问题，严重时可能影响到航空发动机的稳定、可靠服役。以TC4合金进气机匣为典型件，其冶金质量验收执行TC4合金环形锻件标准，主要技术指标如表1及图1、2所示。其中力学性能指标均为单边控制限，高低倍组织要求的区间跨度很大，而且取样数量及位置单一，缺少均匀性控制的相关技术指标要求。

表1 TC4合金环形锻件标准

按照表1所示的环形锻件验收标准制造的TC4机匣锻件的冶金质量水平统计如表2所示。可以看出，机匣锻件的硬度、强度及组织水平波动区间均较大，缺乏对于锻件不同部位的组织监控，冶金质量均匀性及稳定性均较低，往往导致锻件残余内应力水平较高且分布不均匀，进一步引起零件加工过程中变形过大乃至超差，零件质量水平不稳定。

表2 TC4机匣锻件的冶金质量水平统计

发明内容

本发明提供了一种以实现零件残余应力变形程度控制为目的典型TC4钛合金机匣专用验收方法及标准，该方法能够提升航空发动机用机匣锻件的冶金质量及相关零件的制造技术水平，并填补国内在钛合金机匣类锻件验收标准方面的空白。

本发明技术方案如下：

一种基于零件变形程度控制的TC4合金机匣锻件验收方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)、制定进气机匣锻件取样方案，改变现有钛合金机匣通用的环件标准固定在中心部位取样的规定，根据钛合金机匣锻件形状特点，在不同的典型位置处切取试样进行组织性能检测，保证不同位置冶金质量达标的同时满足均匀性评价及其检测取样的要求：

机匣的室温拉伸、高温拉伸、高温持久力学性能试样取样方案为：取自锻件横截面沿高度方向的小端、中部、大端3个典型区域，每个区域沿锻件弦向切取各2个试样进行检验，即每个检测项目各取6个试样；

机匣的高倍组织、硬度试样取样方案为：锻件横截面的小端端面靠内径、靠外径、距离小端端面1/4高度处、中部、距离大端端面1/4高度处、大端端面靠内径、大端端面靠外径各1个，即高倍组织、硬度各7个试样；检测面为径轴面；

机匣的低倍组织取自环形锻件沿直径的两端各1个，检测面为径轴向的两个横截面；

(2)、对所取试样进行组织性能检测；