GH3128高溫合金性能分析：

GH3128鎳基高溫合金以其在高溫環(huán)境中使用時仍能保持熱強性及抗高溫氧化性,常用于發(fā)動機高溫處的零部件的制造材料和航海設(shè)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GH3128鎳基高溫合金銑削實驗并結(jié)合數(shù)學模型對該金屬的切削機理進行研究。本文主要研究GH3128鎳基高溫合金的切削過程的切削力和表面加工質(zhì)量;切削功率、切削參數(shù)的合理制定、機床夾具的設(shè)計等都是以切削力為主要參考依據(jù),而表面粗糙度是目前衡量加工質(zhì)量好壞的的參數(shù),并且也常用來指導(dǎo)切削參數(shù)的選用。因此切削力以及加工質(zhì)量對該材料加工應(yīng)用有著十分重要的意義。由于GH3128很少有相關(guān)加工參數(shù),因此采用灰色關(guān)聯(lián)度和模糊綜合評價方法對該材料的可加工性進行評估。在評估過程中針對模糊綜合評價中高斯隸屬度函數(shù)的缺點,通過構(gòu)建新的函數(shù)替換原有的隸屬度函數(shù),大大簡化了評估過程,降低了計算成本,提高了金屬材料可加工性評估方法的應(yīng)用性。結(jié)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(shù),合理制定材料GH3128的切削參數(shù)。材料GH3128鎳基高溫合金在CAXA雕銑中心進行單因素試驗和正交試驗。在該實驗中使用硬質(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,在濾波時使用功率譜密度分析和小波變換相結(jié)合的方法,對切削力信號進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(jù)試驗數(shù)值分別建立了切削力和表面粗糙度的經(jīng)典線性回歸模型,而在回歸模型的假設(shè)條件驗證時,采用了Globaltest檢驗法進行了量化驗證以提高模型的準確性。在建立機器學習模型時,對六種機器學習模型比較預(yù)測性能,并對各個切削參數(shù)的重要性進行分析。

GH3128高溫合金蠕變特性：

GH3128鎳基高溫合金是現(xiàn)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(dǎo)向器葉片、燃燒室等）,也是核反應(yīng)堆、化工設(shè)備、煤轉(zhuǎn)化技術(shù)等工作環(huán)境非常嚴苛的重要高溫結(jié)構(gòu)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,主要研究內(nèi)容如下:應(yīng)用Gleeble3800熱力模擬試驗機進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(shù)據(jù),經(jīng)過Origin9.0軟件進行擬合處理,繪制出應(yīng)變-時間曲線。確定蠕變模型,利用試驗數(shù)據(jù)進行線性擬合,確定方程各參數(shù),得到GH3128在高溫狀況下蠕變本構(gòu)方程。分別應(yīng)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程進行損傷分析,并對兩種方法計算的損傷因子進行比較。應(yīng)用有限元軟件中原有的Norton蠕變模型,對試驗過程進行模擬,發(fā)現(xiàn)有限元軟件中的蠕變模型不能夠很好地體現(xiàn)蠕變?nèi)^程。針對GH3128高溫鎳基合金蠕變進行研究,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?qū)懭氲紸NSYS軟件中,并把此模型模擬的試驗結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)進行對比分析。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,對冷卻管中三向應(yīng)力進行分析,并計算考慮蠕變效應(yīng)后的三向應(yīng)力與彈性應(yīng)力進行對比。考慮蠕變效應(yīng)后改變管壁厚度和平均半徑,對比分析冷卻管中的應(yīng)力變化。對冷卻管進行蠕變屈曲分析,應(yīng)用有限元法,采用蠕變方程式對模型進行模擬,選取管壁面應(yīng)變隨時間變化曲線,采用“曲率極大點"法,求解蠕變屈曲臨界時間,并改變管壁厚度和平均半徑,對比分析蠕變屈曲臨界時間。