Page 224 - 数值模拟驱动的高温合金热加工技术

Numerical Simulation Driven Hot Working Technology for High-temperature Alloys
数值模拟驱动的高温合金热加工技术

上，内部温度较为均匀。实际生产的锻件各部位力学性能满足要求，平均晶粒度
均在 9 级以上，显微组织优异。GH4066 涡轮盘热锻造成形模拟：针对航空发动
机关键热端部件用新型变形高温合金材料 GH4066，有研究通过 Gleeble-3800 进

行热物理模拟测试，获得不同变形工艺条件下高温流动应力特征，建立了本构关
系模型以及动态再结晶和晶粒长大模型。将这些模型嵌入有限元软件中对该材料
涡轮盘锻造成形工艺进行模拟计算。结果表明，随着变形速率增加，达到 100%
动态再结晶体积分数的区域逐渐增加，该材料适宜的锻造温度范围为 1000℃至

1100℃，为加工工艺参数的制定与优化提供了数据参考。IN718 合金涡轮盘闭模
锻造模拟：因 IN718 合金具有良好性能，被广泛用于生产涡轮盘。相关研究利用
MSC.MARC 软件对高温合金 IN718 合金涡轮盘闭模锻造过程建立有限元模型。
采用轴对称热力耦合有限元法，考虑了几何模型及单元网格划分、材料参数、接

触条件、初始条件等因素，并设置了网格重划分，对仿真结果进行分析，为优化
锻件的成形工艺提供了有效途径。

第二节 核电高温部件铸造工艺优化实践

一、高温合金：工业界的“超级英雄”

在现代工业的大舞台上，有一类材料宛如超级英雄，默默守护着各种高端装

备的稳定运行，它就是高温合金。当普通材料在高温的“烤验”下，纷纷“败下
阵来”，强度大幅下降、结构发生变形甚至被腐蚀殆尽时，高温合金却能凭借自
身强大的性能，在 600℃以上的高温及一定应力作用下，长期保持稳定，坚守岗位。
想象一下，航空发动机在万米高空飞速运转，内部温度飙升至千度以上，巨大的

压力和气流冲击着各个部件；燃气轮机在发电站持续工作，同样面临着高温和复
杂应力的挑战。核电站的关键设备在运行过程中，不仅要承受高温，还得抵御各
种辐射和化学腐蚀。在这些极端工况下，高温合金就如同坚固的护盾，保障着设
备的安全与高效运行，成为现代工业发展不可或缺的关键材料，堪称工业界的“超

级英雄”。

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