镍基高温合金轮盘毛坯预旋转转速的确定方法与流程

1.本发明属于高温合金材料技术领域，具体涉及一种镍基高温合金轮盘毛坯预旋转转速的确定方法。


背景技术：

2.镍基高温合金材料具有优良的综合力学性能，它主要用于制作航空发动机和燃气轮机的压气机和涡轮部件。镍基高温合金轮盘在锻造成型后，通常需要在超过或接近强化相全溶温度下进行固溶处理，然后以较高的冷却速率快速冷却以确保强化相不发生粗化，从而获得足够的强化水平。然而在淬火过程中，轮盘锻件内部不同区域的冷却速度差异较大，温度差造成不均匀的收缩变形，进而在轮盘毛坯内部形成较大梯度的残余应力。由于镍基高温合金的层错能相对较低，所以残余应力难以在后续的去应力退火过程中得到完全释放，仍有较大部分的残余应力残留在镍基高温合金轮盘毛坯内部。镍基高温合金轮盘毛坯内部的高量级残余应力容易引发零件机加工变形、零件装机服役尺寸稳定性差等问题。
3.目前，工程上通常通过预旋转来释放镍基高温合金轮盘毛坯内部的残余应力，在预旋转过程中，轮盘毛坯在离心力的作用下发生局部屈服并产生塑性变形，其内部的残余应力得到释放并重新分布。转速是预旋转的核心工艺参数，转速越大，则轮盘毛坯发生的塑性变形越大，其内部残余应力的释放程度也越大，然而过大的塑性变形会损伤轮盘毛坯的显微组织，导致其力学性能下降，尤其是蠕变性能的衰减较为严重；转速过小，则无法使轮盘毛坯产生塑性变形，无法充分释放其内部的残余应力。因此，必须合理的确定镍基高温合金轮盘毛坯预旋转的转速，以达到既不损伤轮盘毛坯的蠕变性能，又能充分释放轮盘毛坯内部残余应力的目的。
4.在实际工程中，通常通过进行多轮次的试验和验证来确定合理的预旋转转速，以确保轮盘毛坯经过预旋转后，其力学性能在满足相关验收标准的前提下最大程度地降低其内部残余应力，试验周期长、成本高。目前已有的文献资料主要集中在对旋转调控残余应力的方法及装置、旋转过程中残余变形的控制方法等方面的研究，对如何确定镍基高温合金轮盘毛坯预旋转的转速没有任何研究和记载。
5.申请公布号为cn111471944a的发明专利公开了一种通过预旋转调控高温合金毛坯盘锻件的残余应力的方法，该方法包括以下步骤：确定用于调控毛坯盘锻件的残余应力的目标转数，并且确定通过预旋转毛坯盘锻件调控残余应力所需产生的塑性变形的目标变形量；以目标转数对毛坯盘锻件进行预旋转，监测毛坯盘锻件的变形量，在监测到毛坯盘锻件的变形量达到目标变形量时停止预旋转。该技术方案主要强调如何通过预旋转来调控高温合金毛坯盘锻件的残余应力，采用该技术方案虽然能够降低毛坯盘锻件的残余应力，但是预旋转对毛坯盘锻件的蠕变性能影响很大，而该技术方案没有考虑蠕变性能损伤的因素。众所周知，预旋转的核心工艺参数是转速，只有合理的控制转速才能在降低毛坯盘锻件残余应力的同时不损伤蠕变性能。
6.申请公布号为cn114531884a的发明专利公开了一种通过旋转消除应力的方法，该
方法具有增加转速的步骤，所述增加转速的步骤包括：在第一给定时刻测量表示转速的值以及表示径向膨胀的值的第一子步骤；在第一给定时刻之后的第二给定时刻测量表示转速的值以及表示径向膨胀的值的第二子步骤；第三子步骤，其包括根据先前的值确定第一仿射函数的首项系数；第四子步骤，其包括以第二仿射函数的形式，根据表示转速的值确定目标径向膨胀值，其原点为期望最终残余膨胀的值，并且其首项系数为第一仿射函数的首项系数；当旋转部件的实际膨胀对应于在先前子步骤中确定的目标相对径向膨胀值时，停止增加部件转速的第五子步骤。该技术方案主要是如何通过旋转(也即预旋转)消除锻件的残余应力，虽然在预旋转过程中强调了转速，但是并没有给出确定预旋转转速的具体方法，也没有考虑因预旋转给锻件的蠕变性能带来损伤的因素。


技术实现要素：

7.为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种镍基高温合金轮盘毛坯预旋转转速的确定方法，按照先后顺序包括以下步骤：
8.步骤一：测试镍基高温合金轮盘毛坯试样在不同预拉伸塑性应变量下的蠕变性能，确定蠕变性能符合验收标准的临界预拉伸塑性应变量；
9.步骤二：模拟计算镍基高温合金轮盘毛坯在不同预旋转转速下的等效塑性应变，确定镍基高温合金轮盘毛坯允许的最大等效塑性应变；
10.步骤三：当镍基高温合金轮盘毛坯的最大等效塑性应变与镍基高温合金轮盘毛坯试样的临界预拉伸塑性应变量相同时，将所对应的模拟过程中的预旋转转速确定为镍基高温合金轮盘毛坯在实际预旋转过程中的预旋转转速。
11.优选的是，步骤一中，确定蠕变性能符合验收标准的临界预拉伸塑性应变量的方法，按照先后顺序包括以下步骤：
12.步骤(1)：从镍基高温合金轮盘毛坯上下料，制备用于测试蠕变性能的镍基高温合金轮盘毛坯试样；
13.步骤(2)：对镍基高温合金轮盘毛坯试样进行不同塑性应变量的预拉伸，使用引伸计测量并控制预拉伸全过程的应变，记录预拉伸卸载后镍基高温合金轮盘毛坯试样的塑性应变；
14.步骤(3)：对经过预拉伸后的镍基高温合金轮盘毛坯试样进行蠕变性能测试，并记录一定时间下镍基高温合金轮盘毛坯试样的蠕变应变；
15.步骤(4)：根据镍基高温合金轮盘毛坯蠕变性能的验收标准，以及镍基高温合金轮盘毛坯试样经过不同塑性应变量的预拉伸后测试获得的蠕变性能，确定镍基高温合金轮盘毛坯试样的临界预拉伸塑性应变量。
16.本发明所说的镍基高温合金轮盘毛坯是指轮盘锻件在热处理(固溶处理+时效处理)后、零件加工前的产品，也即对此阶段的产品(轮盘毛坯)进行预旋转。
17.本发明中，用于测试蠕变性能的镍基高温合金轮盘毛坯试样从镍基高温合金轮盘毛坯上下料加工而成，以确保蠕变试样的蠕变性能具有代表性，与轮盘毛坯完全一致。镍基高温合金轮盘毛坯蠕变性能的验收标准依据工程对合金的使用要求而定。
18.在上述任一方案中优选的是，步骤(1)中，同一预拉伸塑性应变量下，至少制备一根用于测试蠕变性能的镍基高温合金轮盘毛坯试样。如果考虑蠕变试验数据分散性的影
响，那么针对同一预拉伸塑性应变可以多制作几根试样，比如三根、五根等，对每一根试样分别进行蠕变性能测试，记录一定时间下每一根试样的蠕变应变，然后取平均值，将平均值作为该预拉伸塑性应变下镍基高温合金轮盘毛坯的蠕变应变。
19.在上述任一方案中优选的是，步骤(2)中，在室温环境下，对镍基高温合金轮盘毛坯试样进行不同塑性应变量的预拉伸。
20.在上述任一方案中优选的是，步骤(2)中，预拉伸全过程包括预拉伸加载、在最大预拉伸载荷下保持一定时间、预拉伸卸载三个阶段。最大预拉伸载荷下保持的时间应与最大预旋转转速下保持的时间相同。
21.在上述任一方案中优选的是，步骤(4)中，镍基高温合金轮盘毛坯试样的临界预拉伸塑性应变量根据镍基高温合金轮盘毛坯蠕变性能的验收标准确定，当测试得到的某一预拉伸塑性应变量下的蠕变应变达到验收标准要求的上限时，该预拉伸塑性应变量即为镍基高温合金轮盘毛坯试样的临界预拉伸塑性应变量。
22.在上述任一方案中优选的是，步骤二中，确定镍基高温合金轮盘毛坯允许的最大等效塑性应变的方法，按照先后顺序包括以下步骤：
23.步骤a：模拟计算镍基高温合金轮盘毛坯热处理后的内部残余应力分布情况，结合实际测得的镍基高温合金轮盘毛坯内部残余应力数值对模拟结果进行修正，并将修正值作为镍基高温合金轮盘毛坯预旋转前的初始残余应力；
24.步骤b：模拟计算镍基高温合金轮盘毛坯在不同预旋转转速下的最大等效塑性应变；
25.步骤c：确定预旋转转速与镍基高温合金轮盘毛坯的最大等效塑性应变之间的对应关系；
26.步骤d：确定镍基高温合金轮盘毛坯允许的最大等效塑性应变。
27.在上述任一方案中优选的是，步骤a中，模拟计算镍基高温合金轮盘毛坯热处理的过程包括固溶处理和时效处理两个阶段。模拟计算镍基高温合金轮盘毛坯热处理后的内部残余应力分布，也即模拟计算镍基高温合金轮盘毛坯预旋转前的内部残余应力分布。本发明中，所使用的模拟软件可以选择abaqus、ansys等有限元分析软件。
28.在上述任一方案中优选的是，步骤b中，模拟计算镍基高温合金轮盘毛坯在不同预旋转转速下的最大等效塑性应变的过程包括预旋转转速上升至最大、在最大预旋转转速下保持一定时间、预旋转转速下降至零三个阶段。最大预旋转转速下保持的时间应与最大预拉伸载荷下保持的时间相同。
29.本发明中，在确定预旋转转速与镍基高温合金轮盘毛坯的最大等效塑性应变之间的对应关系时，塑性应变数值取最大预旋转转速下的等效塑性应变。在预旋转过程中，不断增加预旋转转速，当某一预旋转转速下，镍基高温合金轮盘毛坯的最大等效塑性应变数值与镍基高温合金轮盘毛坯试样的临界预拉伸塑性应变量相同时，将该转速确定为预旋转转速。
30.本发明的镍基高温合金轮盘毛坯预旋转转速的确定方法，具有如下有益效果：
31.(1)本发明能够快速确定轮盘毛坯的预旋转转速，在确保预旋转后轮盘毛坯的蠕变性能满足相关验收标准的前提下最大程度地降低了轮盘毛坯的残余应力，解决了现有技术中预旋转转速确定周期长(现有技术通过若干次试验确定预旋转转速)、成本高、预旋转
后轮盘毛坯蠕变性能不合格等问题。本发明通过试样级的蠕变性能测试确定临界预拉伸塑性应变量，并以此作为目标限制值，通过轮盘毛坯预旋转模拟确定预旋转转速，该方法能够在确保预旋转后轮盘毛坯蠕变性能满足验收标准的前提下最大程度释放残余应力，达到快速、准确地确定预旋转转速的目的。
32.(2)本发明考虑了预旋转过程中塑性变形对轮盘毛坯蠕变性能的影响因素，通过该方法确定的预旋转转速能够确保预旋转后轮盘毛坯的蠕变性能满足相关验收标准，达到既能降低轮盘毛坯内部残余应力又不损伤轮盘毛坯蠕变性能的目标。
33.(3)本发明具有普适性，可用于不同材料、不同形状的涡轮盘、压气机盘等航空发动机的轮盘毛坯的预旋转，能够克服试错试验所带来的试验周期长、试验成本高等问题。
附图说明
34.图1为按照本发明镍基高温合金轮盘毛坯预旋转转速的确定方法的一优选实施例的流程图；
35.图2为图1所示实施例中不同塑性应变量预拉伸后镍基高温合金轮盘毛坯试样的蠕变变形曲线；
36.图3为图1所示实施例中不同塑性应变量预拉伸后镍基高温合金轮盘毛坯试样的68h蠕变应变量；
37.图4为图1所示实施例中镍基高温合金轮盘毛坯预旋转前的内部初始周向残余应力分布；
38.图5为图1所示实施例中不同预旋转转速下镍基高温合金轮盘毛坯的最大等效塑性应变；
39.图6为图1所示实施例中目标预旋转转速下镍基高温合金轮盘毛坯的等效塑性应变分布。
40.图中标注说明：1-0.30％塑性应变预拉伸曲线，2-0.45％塑性应变预拉伸曲线，3-0.60％塑性应变预拉伸曲线，4-0.75％塑性应变预拉伸曲线，5-1.00％塑性应变预拉伸曲线，6-1.50％塑性应变预拉伸曲线。
具体实施方式
41.为了更进一步了解本发明的发明内容，下面将结合具体实施例详细阐述本发明。
42.如图1所示，按照本发明镍基高温合金轮盘毛坯预旋转转速的确定方法的一优选实施例，按照先后顺序包括以下步骤：
43.步骤一：测试镍基高温合金轮盘毛坯试样在不同预拉伸塑性应变量下的蠕变性能，确定蠕变性能符合验收标准的临界预拉伸塑性应变量；
44.步骤二：模拟计算镍基高温合金轮盘毛坯在不同预旋转转速下的等效塑性应变，确定镍基高温合金轮盘毛坯允许的最大等效塑性应变；
45.步骤三：当镍基高温合金轮盘毛坯的最大等效塑性应变与镍基高温合金轮盘毛坯试样的临界预拉伸塑性应变量相同时，将所对应的模拟过程中的预旋转转速确定为镍基高温合金轮盘毛坯在实际预旋转过程中的预旋转转速。
46.本实施例中，镍基高温合金轮盘毛坯是指轮盘锻件在热处理(固溶处理+时效处
理)后、零件加工前的产品，也即对此阶段的产品(轮盘毛坯)进行预旋转。镍基高温合金的牌号为fgh96，轮盘毛坯的外径为600mm、内径为50mm、高度为160mm，蠕变性能测试的温度为700℃、应力为690mpa，蠕变性能验收标准为68h的蠕变应变不超过0.2％。
47.步骤一中，确定蠕变性能符合验收标准的临界预拉伸塑性应变量的方法，按照先后顺序包括以下步骤：
48.步骤(1)：从镍基高温合金轮盘毛坯上下料，制备用于测试蠕变性能的镍基高温合金轮盘毛坯试样；
49.步骤(2)：对镍基高温合金轮盘毛坯试样进行不同塑性应变量的预拉伸，使用引伸计测量并控制预拉伸全过程的应变，记录预拉伸卸载后镍基高温合金轮盘毛坯试样的塑性应变；
50.步骤(3)：对经过预拉伸后的镍基高温合金轮盘毛坯试样进行蠕变性能测试，并记录一定时间下镍基高温合金轮盘毛坯试样的蠕变应变；
51.步骤(4)：根据镍基高温合金轮盘毛坯蠕变性能的验收标准，以及镍基高温合金轮盘毛坯试样经过不同塑性应变量的预拉伸后测试获得的蠕变性能，确定镍基高温合金轮盘毛坯试样的临界预拉伸塑性应变量。
52.步骤(1)中，用于测试蠕变性能的镍基高温合金轮盘毛坯试样从镍基高温合金轮盘毛坯上下料加工而成，以确保蠕变试样的蠕变性能具有代表性，与轮盘毛坯完全一致。预拉伸塑性应变量选择六个，分别为0.30％、0.45％、0.60％、0.75％、1.00％和1.50％，同一预拉伸塑性应变量下，分别制备一根用于测试蠕变性能的镍基高温合金轮盘毛坯试样。
53.步骤(2)中，在室温环境下，对镍基高温合金轮盘毛坯试样进行不同塑性应变量的预拉伸。预拉伸全过程包括预拉伸加载、在最大预拉伸载荷下保持一定时间、预拉伸卸载三个阶段，其中最大预拉伸载荷下保持的时间应与最大预旋转转速下保持的时间相同，本实施例为30s。
54.步骤(3)中，六个镍基高温合金轮盘毛坯试样分别经过0.30％、0.45％、0.60％、0.75％、1.00％和1.50％的塑性应变预拉伸后，再分别进行蠕变性能测试。不同塑性应变量预拉伸后镍基高温合金轮盘毛坯试样的蠕变变形曲线如图2所示，图中的六条蠕变变形曲线分别为0.30％塑性应变预拉伸曲线1、0.45％塑性应变预拉伸曲线2、0.60％塑性应变预拉伸曲线3、0.75％塑性应变预拉伸曲线4、1.00％塑性应变预拉伸曲线5、1.50％塑性应变预拉伸曲线6，实测温度为700℃、应力为690mpa下的68h蠕变应变量分别为0.09％、0.13％、0.17％、0.19％、0.24％、0.34％。
55.步骤(4)中，镍基高温合金轮盘毛坯试样的临界预拉伸塑性应变量根据镍基高温合金轮盘毛坯蠕变性能的验收标准确定，当测试得到的某一预拉伸塑性应变量下的蠕变应变达到验收标准要求的上限时，该预拉伸塑性应变量即为镍基高温合金轮盘毛坯试样的临界预拉伸塑性应变量。本实施例中，蠕变性能验收标准为68h的蠕变应变不超过0.2％。如图3所示，根据镍基高温合金轮盘毛坯试样蠕变应变的实测结果，0.75％预拉伸塑性应变下68h蠕变应变的实测值为0.19％，接近蠕变性能验收标准的上限值0.2％，因此将0.75％预拉伸塑性应变量确定为镍基高温合金轮盘毛坯试样的临界预拉伸塑性应变量。
56.步骤二中，确定镍基高温合金轮盘毛坯允许的最大等效塑性应变的方法，按照先后顺序包括以下步骤：
57.步骤a：模拟计算镍基高温合金轮盘毛坯热处理后的内部残余应力分布情况，结合轮廓法实际测得的镍基高温合金轮盘毛坯内部残余应力数值对模拟结果进行修正，并将修正值作为镍基高温合金轮盘毛坯预旋转前的初始残余应力；
58.步骤b：模拟计算镍基高温合金轮盘毛坯在不同预旋转转速下的最大等效塑性应变；
59.步骤c：确定预旋转转速与镍基高温合金轮盘毛坯的最大等效塑性应变之间的对应关系；
60.步骤d：确定镍基高温合金轮盘毛坯允许的最大等效塑性应变。
61.步骤a中，模拟计算镍基高温合金轮盘毛坯热处理的过程包括固溶处理和时效处理两个阶段。使用abaqus或ansys有限元分析软件模拟计算镍基高温合金轮盘毛坯热处理后的内部残余应力分布，也即模拟计算镍基高温合金轮盘毛坯预旋转前的内部残余应力分布。本实施例中，轮廓法实测得到的镍基高温合金轮盘毛坯内部最大周向残余应力为588mpa，经过修正后，其内部初始周向残余应力分布如图4所示。
62.步骤b中，模拟计算镍基高温合金轮盘毛坯在不同预旋转转速下的最大等效塑性应变的过程包括预旋转转速上升至最大、在最大预旋转转速下保持一定时间、预旋转转速下降至零三个阶段，其中最大预旋转转速下保持的时间应与最大预拉伸载荷下保持的时间相同，本实施例为30s。随着预旋转转速的增加，离心力不断增大，镍基高温合金轮盘毛坯的塑性变形不断增大，其内部残余应力随着塑性变形的产生而释放，并重新分布。
63.步骤c中，不断增加预旋转转速，分析镍基高温合金轮盘毛坯在预旋转过程中的最大等效塑性应变。镍基高温合金轮盘毛坯的最大等效塑性应变随着预旋转转速的变化如图5所示，当预旋转转速上升至17820r/min时，镍基高温合金轮盘毛坯的最大等效塑性应变为0.75％，此时其内部的等效塑性应变达到镍基高温合金轮盘毛坯试样的临界预拉伸塑性应变量，将17820r/min转速确定为预旋转转速。若预旋转转速继续增加，镍基高温合金轮盘毛坯的内部残余应力可能会继续降低，但产生的塑性应变也同时增大，从而导致其蠕变性能不合格。17820r/min预旋转转速下镍基高温合金轮盘毛坯的等效塑性应变分布如图6所示。
64.本实施例中，在确定预旋转转速与镍基高温合金轮盘毛坯的最大等效塑性应变之间的对应关系时，塑性应变数值取最大预旋转转速下的等效塑性应变。在预旋转过程中，不断增加预旋转转速，当某一预旋转转速下，镍基高温合金轮盘毛坯的最大等效塑性应变数值与镍基高温合金轮盘毛坯试样的临界预拉伸塑性应变量相同时，将该转速确定为预旋转转速。
65.本实施例的镍基高温合金轮盘毛坯预旋转转速的确定方法，具有如下有益效果：
66.(1)能够快速确定轮盘毛坯的预旋转转速，在确保预旋转后轮盘毛坯的蠕变性能满足相关验收标准的前提下最大程度地降低了轮盘毛坯的残余应力，解决了现有技术中预旋转转速确定周期长(现有技术通过若干次试验确定预旋转转速)、成本高、预旋转后轮盘毛坯蠕变性能不合格等问题。通过试样级的蠕变性能测试确定临界预拉伸塑性应变量，并以此作为目标限制值，通过轮盘毛坯预旋转模拟确定预旋转转速，该方法能够在确保预旋转后轮盘毛坯蠕变性能满足验收标准的前提下最大程度释放残余应力，达到快速、准确地确定预旋转转速的目的。
67.(2)考虑了预旋转过程中塑性变形对轮盘毛坯蠕变性能的影响因素，通过该方法
确定的预旋转转速能够确保预旋转后轮盘毛坯的蠕变性能满足相关验收标准，达到既能降低轮盘毛坯内部残余应力又不损伤轮盘毛坯蠕变性能的目标。
68.(3)具有普适性，可用于不同材料、不同形状的涡轮盘、压气机盘等航空发动机的轮盘毛坯的预旋转，能够克服试错试验所带来的试验周期长、试验成本高等问题。
69.特别说明：本发明的技术方案中涉及了诸多参数，需要综合考虑各个参数之间的协同作用，才能获得本发明的有益效果和显著进步。而且技术方案中各个参数的取值范围都是经过大量试验才获得的，针对每一个参数以及各个参数的相互组合，发明人都记录了大量试验数据，限于篇幅，在此不公开具体试验数据。
70.本领域技术人员不难理解，本发明的镍基高温合金轮盘毛坯预旋转转速的确定方法包括上述本发明说明书的发明内容和具体实施方式部分以及附图所示出的各部分的任意组合，限于篇幅并为使说明书简明而没有将这些组合构成的各方案一一描述。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种镍基高温合金轮盘毛坯预旋转转速的确定方法，按照先后顺序包括以下步骤：步骤一：测试镍基高温合金轮盘毛坯试样在不同预拉伸塑性应变量下的蠕变性能，确定蠕变性能符合验收标准的临界预拉伸塑性应变量；步骤二：模拟计算镍基高温合金轮盘毛坯在不同预旋转转速下的等效塑性应变，确定镍基高温合金轮盘毛坯允许的最大等效塑性应变；步骤三：当镍基高温合金轮盘毛坯的最大等效塑性应变与镍基高温合金轮盘毛坯试样的临界预拉伸塑性应变量相同时，将所对应的模拟过程中的预旋转转速确定为镍基高温合金轮盘毛坯在实际预旋转过程中的预旋转转速。2.根据权利要求1所述的镍基高温合金轮盘毛坯预旋转转速的确定方法，其特征在于：步骤一中，确定蠕变性能符合验收标准的临界预拉伸塑性应变量的方法，按照先后顺序包括以下步骤，步骤(1)：从镍基高温合金轮盘毛坯上下料，制备用于测试蠕变性能的镍基高温合金轮盘毛坯试样；步骤(2)：对镍基高温合金轮盘毛坯试样进行不同塑性应变量的预拉伸，使用引伸计测量并控制预拉伸全过程的应变，记录预拉伸卸载后镍基高温合金轮盘毛坯试样的塑性应变；步骤(3)：对经过预拉伸后的镍基高温合金轮盘毛坯试样进行蠕变性能测试，并记录一定时间下镍基高温合金轮盘毛坯试样的蠕变应变；步骤(4)：根据镍基高温合金轮盘毛坯蠕变性能的验收标准，以及镍基高温合金轮盘毛坯试样经过不同塑性应变量的预拉伸后测试获得的蠕变性能，确定镍基高温合金轮盘毛坯试样的临界预拉伸塑性应变量。3.根据权利要求2所述的镍基高温合金轮盘毛坯预旋转转速的确定方法，其特征在于：步骤(1)中，同一预拉伸塑性应变量下，至少制备一根用于测试蠕变性能的镍基高温合金轮盘毛坯试样。4.根据权利要求3所述的镍基高温合金轮盘毛坯预旋转转速的确定方法，其特征在于：步骤(2)中，在室温环境下，对镍基高温合金轮盘毛坯试样进行不同塑性应变量的预拉伸。5.根据权利要求4所述的镍基高温合金轮盘毛坯预旋转转速的确定方法，其特征在于：步骤(2)中，预拉伸全过程包括预拉伸加载、在最大预拉伸载荷下保持一定时间、预拉伸卸载三个阶段。6.根据权利要求5所述的镍基高温合金轮盘毛坯预旋转转速的确定方法，其特征在于：步骤(4)中，镍基高温合金轮盘毛坯试样的临界预拉伸塑性应变量根据镍基高温合金轮盘毛坯蠕变性能的验收标准确定，当测试得到的某一预拉伸塑性应变量下的蠕变应变达到验收标准要求的上限时，该预拉伸塑性应变量即为镍基高温合金轮盘毛坯试样的临界预拉伸塑性应变量。7.根据权利要求1所述的镍基高温合金轮盘毛坯预旋转转速的确定方法，其特征在于：步骤二中，确定镍基高温合金轮盘毛坯允许的最大等效塑性应变的方法，按照先后顺序包括以下步骤，步骤a：模拟计算镍基高温合金轮盘毛坯热处理后的内部残余应力分布情况，结合实际测得的镍基高温合金轮盘毛坯内部残余应力数值对模拟结果进行修正，并将修正值作为镍
基高温合金轮盘毛坯预旋转前的初始残余应力；步骤b：模拟计算镍基高温合金轮盘毛坯在不同预旋转转速下的最大等效塑性应变；步骤c：确定预旋转转速与镍基高温合金轮盘毛坯的最大等效塑性应变之间的对应关系；步骤d：确定镍基高温合金轮盘毛坯允许的最大等效塑性应变。8.根据权利要求7所述的镍基高温合金轮盘毛坯预旋转转速的确定方法，其特征在于：步骤a中，模拟计算镍基高温合金轮盘毛坯热处理的过程包括固溶处理和时效处理两个阶段。9.根据权利要求8所述的镍基高温合金轮盘毛坯预旋转转速的确定方法，其特征在于：步骤b中，模拟计算镍基高温合金轮盘毛坯在不同预旋转转速下的最大等效塑性应变的过程包括预旋转转速上升至最大、在最大预旋转转速下保持一定时间、预旋转转速下降至零三个阶段。

技术总结
本发明公开了一种镍基高温合金轮盘毛坯预旋转转速的确定方法，包括以下步骤：测试镍基高温合金轮盘毛坯试样在不同预拉伸塑性应变量下的蠕变性能，确定蠕变性能符合验收标准的临界预拉伸塑性应变量；模拟计算镍基高温合金轮盘毛坯在不同预旋转转速下的等效塑性应变，确定镍基高温合金轮盘毛坯允许的最大等效塑性应变；当镍基高温合金轮盘毛坯的最大等效塑性应变与镍基高温合金轮盘毛坯试样的临界预拉伸塑性应变量相同时，将该转速确定为预旋转转速。本发明能够快速确定轮盘毛坯的预旋转转速，在确保预旋转后轮盘毛坯蠕变性能满足验收标准的前提下最大程度降低残余应力，解决了试错试验周期长、成本高、预旋转后轮盘毛坯蠕变性能不合格等问题。变性能不合格等问题。变性能不合格等问题。


技术研发人员：王浩 沙爱学 任酉侗 杨胜凯
受保护的技术使用者：中国航发北京航空材料研究院
技术研发日：2023.07.25
技术公布日：2023/10/5