Page 82 - 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

元素越高，合金变形越困难。铸造高温合金相比锻造高温合金承温能力更高，
成型结构更复杂，制造成本低。从推荐长时使用温度 650℃的 IN718 合金到最
高耐温 1000℃的 Mar-M247 合金，以及承温能力更高的 CMSX-4、CMSX-10、

RenéN5 和 RenéN6 等单晶高温合金，高温合金铸件产品数量和种类日益增多，
铸造高温合金现已基本突破复杂结构件和叶片冶金质量和尺寸控制。但铸件产
品一致性和稳定性较差，影响铸件持续稳定交付以及铸件成本控制。为了提升产
品合格率和一致性、降本增效，铸造企业已逐步策划和开发产品生命周期管理

（PLM）、产品数据管理系统（PDM）、制造企业生产过程执行系统（MES）、
企业资源计划系统（ERP）和过程控制系统（SPC）等系统软件实现产品生产管理。
但是，多存储介质和多类型的数据分散在各工序和各种系统中，数据采集程度、
及时性和准确性不够，数据顺序性、关联性不够，数据统计分析模型与过程匹配

性不够，生产过程数据没有得到有效采集、管理和统计分析，更是难以有效、全
面和及时指导实验、生产和工艺优化活动，不利于叶片铸造工艺改进和持续稳定
生产。
（一）国内外数智化铸造发展现状

1. 国外数智化铸造发展现状
智能制造已成为全球制造业的目标，在“德国工业 4.0”“美国工业互联网”“英
国制造业 2050”和“日本工业制造白皮书”等推动下，企业生产管理系统作为
智能制造的重要方法工具，在产品降本增效和批量化生产中效益日趋明显。依托

基础学科和管理学科发展，数字化产品生产管理系统已发展包含产品生命周期管
理（PLM）、产品数据管理系统（PDM）、制造企业生产过程执行系统（MES）、
企业资源计划系统（ERP）和过程控制系统（SPC）等系统及相关软件，并在此
基础上不断发展，集成化和智能化程度越来越高。数字生产管理系统就是实现数

据数字获取和数据智能分析，最终用于产品决策。生产过程数据数字化获取方面，
国外不仅实现了多传感器的在线和实时测量，而且同时赋予单项数据多重标签，
简化数据树，数据关联性强和后期调用方便。但是数据标签信息越多，数据标记
数据量越大。传统有限字节标签和条形码标签，存储的数据量已不满足产品对于

数据标签要求。发展至今，先进制造企业逐渐使用信息储存量的二维码用于产品
标记。二维码具有信息容量大，编码范围广，容错能力强，可靠性高，防伪性好
的优点，逐步从数字支付发展到制造领域的产品标记。

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