航空发动机复杂控制构件创新设计与快速成形

分析了航空发动机传统复杂控制构件深孔加工的难点及直角转弯交叉孔流场特性。基于选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术的创新设计和快速成形在新一代航空发动机控制系统复杂构件研制中的优势不断显现:通过运用集约化和轻量化的设计思路,改变了传统的设计模式和产品架构。通过设计随形流道,降低了液流运动过程中的能量损失。通过支撑优化设计、成形过程模拟等工艺设计和仿真,减少了试错过程,提升了研发效益,实现了产品研制快速迭代。     

选区激光熔化成形AlSi10Mg组织与拉伸性能的各向异性研究

采用选区激光熔化(SLM)技术成形了Al Si10Mg合金,研究了该合金的显微组织及室温拉伸性能。结果表明:SLM成形Al Si10Mg合金具有细小的显微组织与较高的室温拉伸性能,且存在明显的各向异性;SLM成形过程中的高冷速显著细化了初生α-Al枝晶,熔池内部及边缘不同的凝固条件不仅使两处α-Al枝晶的尺寸不同,而且决定了α-Al枝晶的生长形态,但整体呈外延生长;结合试样不同取向上枝晶间Al-Si共晶组织的形态及演化规律,揭示了合金组织的各向异性;室温拉伸试样沿沉积方向(纵向)与扫描方向(横向)的强度相当,但延伸率相差近一倍,合金性能的各向异性主要表现在延展性上;拉伸断口SEM形貌特征体现了试样的断裂机理,结合横、纵向试样断口处的韧窝尺寸、Al-Si共晶组织形态、微裂纹形成等因素说明了断裂方式为沿晶断裂;SLM成形Al Si10Mg的组织与性能均优于传统铸件,有利于SLM技术在航空发动机控制系统典型复杂零部件的设计制造中实现工程化应用。