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。

该项目通过ABAQUS软件仿真平台搭建0Cr17Ni7Al波形弹簧弹力试验模型,分析材料厚度、径向宽度以及自由高度等对于波形弹簧弹力影响并揭示其规律。结果表明,波数为3的波形弹簧弹力值随着材料厚度、径向宽度以及自由高度增大而呈现出指数增长趋势,其Mises应力同样表现出增大趋势。通过极差分析后发现波形弹簧刚度以及最大等效应力对结构参数的敏感程度不一,最大等效应力对自由高度变化最为敏感,其次为波厚,自由高度变化则对刚度影响较小。而刚度对材料宽度变化最为敏感,其次为材料厚度,自由高度变化则影响较小。

为获得大直径高温合金调节环的机械加工方法,在实际生产中应用车削、磨削和数控铣削的加工方法来加工调节环厚度尺寸。介绍了3种加工方法的装夹定位方法;在保证了尺寸精度、控制了变形量的同时,结合实际情况详细比对了3种加工方法的关键技术点和优缺点;确定了数控铣削是最理想的加工方法;解决了大直径高温合金调节环备件数量大、占用资金多和因采购周期长而导致维修周期长、成本高的问题。数控铣削加工方法实现了调节环多次重复使用的目的,极大地节约了成本。该研究为类似大直径难加工材料盘类零件的端面加工,提供了很好的参考。

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。

介绍了蒸燃联合循环机组中材质为GH901的主汽阀杆和调节阀杆、汽封套筒等工件的工艺流程，对高温合金渗氮前后进行了机械加工试验，制作出专用的刀具，选出了最佳的切削参数。

着重研究GH4169的氮化工艺，在三菱公司推荐的两种不同形式的氮化工艺的基础上，根据产品的实际生产情况进行了调整，各个检测项目的结果（渗氮层的深度、脆性、氮化物组织、表面硬度）满足三菱公司技术标准的要求。该工艺试验研究的成果，不仅填补了国内空白，还降低了机组制造成本。

阐述了汽轮机中R-26高温合金密封环锻造的工艺技术。介绍了R-26高温合金的锻造难点及采取措施，以及利用工装精整锻件尺寸，提高材料的利用率的方法。

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。

利用Third wave AdvantEdge FEM软件建立了三维切削模型,对高温合金GH4169进行了高速铣削模拟加工.通过模拟分析得到了切削速度、每齿进给量、切削深度对切削热的影响规律;试验中发现,切削速度的变化对切削温度的影响规律与高速切削理论有出入,切削速度的变化对切削温度的影响较每齿进给量和切削深度大.

国内主要航空发动机制造公司在数控加工技术方面积累了大量的技术经验,解决了一系列关键技术问题。以航空发动机难加工材料切削性能为切入点,探索粉末冶金高速钢拉刀拉削高温合金的相关技术。