辛景景等：高Nb-TiAl合金叶片锻造模拟 ·535 400 350 1250℃.0.1mm*s .P3 ·1250℃.0.5mm* +1250℃.1.0mm·s1 .2 ·5 300 1250℃.1.5mm .P4 250 200 图4叶身坐标点 150 Fig.4 Coordinates of blade body points 100 图6是叶片锻坯在模具压下速度0.5mm·s1、 50 不同预热温度下终锻等效应力场的分布图.模具压 5 101520253035404550 下速度为0.5mms时，提高预热温度，锻件的终锻 上模具压下量/mm 等效应力略有减小.其原因是变形产生的塑性热弥 图5预热温度1250℃、不同模具压下速度下叶身等效应力随上 补了部分散失的热量，以致不同预热温度锻件的终 模压下量的变化曲线 Fig.5 Curves of effective stress to top die reduction with different 锻温度相近 top die speeds at the preheating temperature of 1250C 应方/MP 应力/P 500 500 400 400 300 300 200 200 100 100 应力/Ma 应力/M 60) 500 500 400 4) 300 300 200 100 100 0 图6模具压下速度0.5mm·s1、不同预热温度下锻造叶片的等效应力场分布.(a)1150℃：(b)1200℃：(c)1250℃：(d)1300℃ Fig.6 Effective stress distributions with different preheating temperatures at the top die speed of 0.5 mms:(a)1150C:(b)1200C:(c) 1250℃：(d)1300℃ 图7为模具压下速度0.5mms、不同预热温度 400 -1150T.0.5nim·-1 下叶身等效应力一上模压下量曲线图.不同预热温度 350 ÷-1200t.0.5mm+s1 的等效应力随上模压下量的变化规律相似，整体呈现 300 。-1250T,0.5mm41 -1300℃.0.5mm·1 上升趋势.提高锻坯预热温度可以减少变形过程中的 变形抗力，降低局部开裂的可能性，促进变形过程中动 200 态再结晶的发生，使得叶片成形过程中B一y高Nb一 150 T1合金的变形抗力减小，因此预热温度应在1250~ 100 1300℃. 2.3温度场的分布 图8是锻坯在预热温度1250℃、不同模具压下速 0610520253035404550 度条件下终锻温度场的分布图.锻造结束后锻件温度 上模具压下量m 整体下降，榫头中心温度相对最高：叶身温度分布均 图7模具压下速度0.5mm's1、不同预热温度下叶身等效应力 匀，原因是叶身相对较薄，变形量大，产生的塑性热多， 随上模压下量的变化曲线 Fig.7 Curves of effective stress to top die reduction with different 并且与模具接触面积大，提高接触传热的均匀性；飞边 preheating temperatures at the top die speed of .5mms 处By高Nb-TiA合金与模具在变形后期才发生接 触，接触传热时间短，并且变形剧烈产生较多的塑性热 所示.模具压下速度增加使得变形时间与温降减小， 和摩擦热，温度相对高.终锻温度的变化规律如表2 终锻温度最大值和最小值都升高，终锻温度差也增大，辛景景等: 高 Nb--TiAl 合金叶片锻造模拟 图 4 叶身坐标点 Fig． 4 Coordinates of blade body points 图 6 是叶片锻坯在模具压下速度 0. 5 mm·s － 1、 不同预热温度下终锻等效应力场的分布图． 模具压 下速度为 0. 5 mm·s － 1时，提高预热温度，锻件的终锻 等效应力略有减小． 其原因是变形产生的塑性热弥 补了部分散失的热量，以致不同预热温度锻件的终 锻温度相近． 图 5 预热温度 1250 ℃、不同模具压下速度下叶身等效应力随上 模压下量的变化曲线 Fig． 5 Curves of effective stress to top die reduction with different top die speeds at the preheating temperature of 1250 ℃ 图 6 模具压下速度 0. 5 mm·s － 1、不同预热温度下锻造叶片的等效应力场分布 . ( a) 1150 ℃ ; ( b) 1200 ℃ ; ( c) 1250 ℃ ; ( d) 1300 ℃ Fig． 6 Effective stress distributions with different preheating temperatures at the top die speed of 0. 5 mm·s － 1 : ( a) 1150 ℃ ; ( b) 1200 ℃ ; ( c) 1250 ℃ ; ( d) 1300 ℃ 图 7 为模具压下速度 0. 5 mm·s － 1、不同预热温度 下叶身等效应力--上模压下量曲线图． 不同预热温度 的等效应力随上模压下量的变化规律相似，整体呈现 上升趋势． 提高锻坯预热温度可以减少变形过程中的 变形抗力，降低局部开裂的可能性，促进变形过程中动 态再结晶的发生，使得叶片成形过程中 β--γ 高 Nb-- TiAl 合金的变形抗力减小，因此预热温度应在 1250 ～ 1300 ℃ ． 2. 3 温度场的分布 图 8 是锻坯在预热温度 1250 ℃、不同模具压下速 度条件下终锻温度场的分布图． 锻造结束后锻件温度 整体下降，榫头中心温度相对最高; 叶身温度分布均 匀，原因是叶身相对较薄，变形量大，产生的塑性热多， 并且与模具接触面积大，提高接触传热的均匀性; 飞边 处 β--γ 高 Nb--TiAl 合金与模具在变形后期才发生接 触，接触传热时间短，并且变形剧烈产生较多的塑性热 和摩擦热，温度相对高． 终锻温度的变化规律如表 2 图 7 模具压下速度 0. 5 mm·s － 1、不同预热温度下叶身等效应力 随上模压下量的变化曲线 Fig． 7 Curves of effective stress to top die reduction with different preheating temperatures at the top die speed of 0. 5 mm·s － 1 所示． 模具压下速度增加使得变形时间与温降减小， 终锻温度最大值和最小值都升高，终锻温度差也增大， · 535 ·