Особенности раскатки полых валов газотурбинных двигателей в условиях сверхпластичности

Abstract

Рассмотрены особенности раскатки полых валов из жаропрочных никелевых сплавов в условиях сверхпластичности. Отмечены трудности применения высокопроизводительной многороликовой раскатки, обусловленные особенностями деформации этих сплавов в условиях сверхпластической деформации (СПД). Приведена апробированная на практике схема раскатки полых валов на оправке посредством одного ролика. Показано, что для формообразования вала по такой схеме необходимо, чтобы под воздействием инструмента возникал расширенный очаг деформации, охватывающий поперечное сечение заготовки. Выполнена оценка необходимого для формообразования вала размера роликового инструмента и очага деформации кручением. Обоснована возможность использования осесимметричной постановки объемной деформации для анализа напряженно-деформированного состояния материала при раскатке вала на цилиндрической оправке под воздействием одного ролика.

Розглянуто особливості розкочування порожнистих валів iз жароміцних нікелевих сплавів в умовах надпластичності. Відзначено труднощі застосування високопродуктивного багатороликового розкочування, якi зумовлені особливостями деформації цих сплавів в умовах надпластичної деформації (НПД). Наведено апробовану на практиці схему розкочування порожнистих валів на оправці за допомогою одного ролика. Показано, що для формоутворення вала за такою схемою необхідно, щоб під впливом інструменту виникав поширений осередок деформації, що охоплює поперечний переріз заготовки. Виконано оцінку необхідного для формоутворення вала розміру роликового інструменту й осередку деформації крученням. Обґрунтовано можливість використання осесиметричної постановки об’ємної деформації для аналізу напружено-деформованого стану матеріалу при розкочуванні вала на циліндричній оправці під впливом одного ролика.

The features of the rolling-off of the hollow shafts made of heat-resistant nickel alloys (HRNA) under conditions of superplasticity are analyzed. The difficulties of application of high performance multiroll rolling caused by the peculiarities of deformation of these alloys under superplastic deformation (SPD) are mentioned. A practically tested scheme of the hollow shaft rolling on a mandrel by a single roll is shown. It is shown that to form a shaft with using this scheme, an extended deformation zone covering the cross section of the blank must be generated under the action of the instrument. The evaluation of the size of the roller tool and the deformation zone obtained by torsion is presented, that are required for the shaft forming. Possible application of axisymmetric volume strain to the analysis of stress-strain state of the material under the rolling off of the shaft on a cylindrical mandrel under the effect of a single roller is substantiated.