为满足航空发动机上对高温合金波纹管的应用诉求,基于有限元分析数值软件模拟了一种大直径带法兰高温合金波纹管液压成形过程,研究了轴向进给距离、液室压力和回弹对波纹管成形质量的影响,并开展试验验证。结果表明,采用单侧冲头轴向进给补料的液压成形工艺可实现带法兰波纹管成形。随着轴向进给距离的增大,波纹高度逐渐增加,壁厚减薄减小,最大壁厚减薄位置出现在波峰靠近补料一侧圆角上。随着液室压力的增大,波纹高度进一步增加,波纹各处圆角逐渐成形到位。经回弹计算后获得内径为Φ198 mm,波纹高度为8.2 mm,壁厚为0.8 mm的带法兰波纹管液压成形工艺参数为轴向进给距离14 mm,液室压力70 MPa。工艺试验成形出的波纹管尺寸满足设计图要求。

使用普通晶粒度硬质合金YG8和超细晶硬质合金YG8UF两种材料刀具,分别对GH2132高温合金进行了干式切削试验,对比了两种刀具在不同切削速度条件下的切削力和刀-屑摩擦系数,测定了刀具后刀面的平均磨损宽度VB值,借助扫描电镜观察了刀具后刀面的磨损形貌,同时对刀具的磨损机理进行了分析。结果表明,晶粒细化可以使切削力降低,刀-屑间平均摩擦系数减小。当切削速度达到65m/min后,超细晶硬质合金刀具YG8UF的使用寿命是普通晶粒度硬质合金刀具YG8的(3~4)倍。超细晶硬质合金刀具比通晶粒度硬质合金刀具具有更好的抗磨料磨损、粘着磨损和扩散磨损性能。

高温合金激光熔覆铁基合金过程中容易在涂层与基材的结合处形成缺陷和开裂。通过选择合理的涂层合金配方及工艺参数，增设韧性良好的过渡层，并加入2wt/％的稀土氧化物，获得了无裂纹缺陷，显微组织均匀，并具有硬度平缓过渡的优质熔覆层。

采用电弧熔炼结合高温退火技术制备(Mo1-xNbx)5Si3(其中，x=0.0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0)系高温合金，研究了退火处理对其组织和性能的影响。结果表明：退火使合金组织趋于均匀化，Mo的加入使Nb5Si3合金的组织由α型向β型转变;退火前后试样的硬度均呈先增高后降低的抛物线规律，退火后试样的硬度高于退火前的硬度;断裂韧性呈先降低后升高的规律;断口主要以脆性断裂为主。

为探究矩形波纹管液压胀形的变形特征,基于ABAQUS/Explicit有限元平台建立了矩形波纹管液压胀形过程的三维有限元模型,通过有限元仿真揭示了矩形波纹管液压胀形过程中直线段、过渡圆角段的变形特征,获得了主要工艺参数对成形质量的影响。结果表明,从矩形波纹管直线段向过渡圆角段方向路径上看,波高呈连续递减趋势,且在过渡圆角段最小;最大壁厚减薄率和等效塑性应变均出现在过渡圆角段中间位置波峰处。过渡圆角半径、成形内压力、模片间距对波高和周向壁厚减薄率影响较大,且呈正比关系。在相同壁厚减薄率下,模片间距对波高的影响大于成形内压力。

在高速铣削高温合金GH2132的过程中,刀具磨损严重、刀具寿命较短。在一定条件下,涂层刀具在稳定磨损阶段能够生成耐磨损或自润滑的氧化物薄膜层(自组织结构),此结构能够起到提高刀具切削性能、延缓磨损以及延长使用寿命的作用。基于此,进行高速铣削涂层刀具表面自组织结构研究,以提高刀具寿命。结果表明:高速铣削高温合金GH2132时,PVD-AlTiN硬质合金刀具表面自组织结构稳定存在的条件为F_(x)=90~105 N、F_(y)=115~168 N、F_(z)=410~510 N、σ_(s)=-735~-873 MPa。研究结果为涂层刀具加工高温合金提供了参考,并且有助于绿色智能制造。

为获得切削性能优异的镍基高温合金专用切削刀具,采用有限元仿真和切削试验研究车刀前、后刀面直线型织构凹槽的织构角度、凹槽间距和凹槽宽度对镍基高温合金GH4169切削过程中切削力和切削温度的影响规律。仿真结果表明:前刀面织构能降低刀具切削力和切削温度;与织构间距和凹槽宽度相比,凹槽织构的角度对刀具切削力和切削温度的影响更显著;当在刀具前刀面平行主切削刃建立凹槽状织构,织构间距60μm、凹槽宽度20μm时,切削力较低,切削温度最低。同时,切削试验显示平行于切削刃的织构刀具耐磨损性能和切削寿命均最好。织构刀具的工作寿命相比于无织构刀具提升了66.7%。

详述了汽轮机、燃气轮机机组中广泛采用的高温合金材料的加工试验过程，对高温合金加工的切削参数和刀具选择进行了总结。

镍基高温合金是一种切削加工性较差的材料,但由于其抗高温氧化性能稳定,广泛用于汽轮机高压调节级叶片中。文中就如何提高镍基高温合金叶片的切削效率及切削工艺进行了详细论述。

高温合金由于合金化程度高,并且没有同素异构转变,所以它的晶粒度主要受锻造变形的控制。文中通过实验讨论了GH2136锻造工艺过程对晶粒度的影响,为高温合金的锻造工艺提供参考。