GH3128高溫合金性能分析：

GH3128鎳基高溫合金以其在高溫環境中使用時仍能保持熱強性及抗高溫氧化性,常用于發動機高溫處的零部件的制造材料和航海設備暴露零部件。該金屬在高溫下的優良性能使其加工制造十分困難,因此本文通過GH3128鎳基高溫合金銑削實驗并結合數學模型對該金屬的切削機理進行研究。本文主要研究GH3128鎳基高溫合金的切削過程的切削力和表面加工質量;切削功率、切削參數的合理制定、機床夾具的設計等都是以切削力為主要參考依據,而表面粗糙度是目前衡量加工質量好壞的的參數,并且也常用來指導切削參數的選用。因此切削力以及加工質量對該材料加工應用有著十分重要的意義。由于GH3128很少有相關加工參數,因此采用灰色關聯度和模糊綜合評價方法對該材料的可加工性進行評估。在評估過程中針對模糊綜合評價中高斯隸屬度函數的缺點,通過構建新的函數替換原有的隸屬度函數,大大簡化了評估過程,降低了計算成本,提高了金屬材料可加工性評估方法的應用性。結合已有的金屬材料可加工性等級表,估計出材料GH3128的可加工性等級,然后參考同等級其他金屬材料的切削參數,合理制定材料GH3128的切削參數。材料GH3128鎳基高溫合金在CAXA雕銑中心進行單因素試驗和正交試驗。在該實驗中使用硬質合金端銑刀,該刀具表面帶有AlTi涂層。由于實驗采集到的切削力信號中耦合了許多噪聲信號,常用功率譜密度法和濾波器濾波的方案已不能適用試驗中采集到的切削力信號。因此,在濾波時使用功率譜密度分析和小波變換相結合的方法,對切削力信號進行分解濾波降噪獲取含低噪聲的力信號,提高了切削力可信度。根據試驗數值分別建立了切削力和表面粗糙度的經典線性回歸模型,而在回歸模型的假設條件驗證時,采用了Globaltest檢驗法進行了量化驗證以提高模型的準確性。在建立機器學習模型時,對六種機器學習模型比較預測性能,并對各個切削參數的重要性進行分析。

GH3128高溫合金蠕變特性：

GH3128鎳基高溫合金是現代航空航天、以及艦艇和工業燃氣輪機的關鍵熱端部件材料（如渦輪葉片、導向器葉片、燃燒室等）,也是核反應堆、化工設備、煤轉化技術等工作環境非常嚴苛的重要高溫結構材料。主要以GH3128高溫鎳基合金為分析對象,分析其在高溫狀況下蠕變行為,主要研究內容如下:應用Gleeble3800熱力模擬試驗機進行高溫蠕變拉伸試驗,分析GH3128高溫鎳基合金在高溫狀況下蠕變行為,選用合理的高溫蠕變理論,將采集的試驗數據,經過Origin9.0軟件進行擬合處理,繪制出應變-時間曲線。確定蠕變模型,利用試驗數據進行線性擬合,確定方程各參數,得到GH3128在高溫狀況下蠕變本構方程。分別應用基于外推法的Norton蠕變損傷理論和Kachanov-Rohatnov蠕變損傷理論,對950℃環境下GH3128高溫鎳基合金蠕變過程進行損傷分析,并對兩種方法計算的損傷因子進行比較。應用有限元軟件中原有的Norton蠕變模型,對試驗過程進行模擬,發現有限元軟件中的蠕變模型不能夠很好地體現蠕變全過程。針對GH3128高溫鎳基合金蠕變進行研究,建立損傷-硬化蠕變模型,并利用UPFs將含有損傷-硬化蠕變模型的程序寫入到ANSYS軟件中,并把此模型模擬的試驗結果與試驗數據進行對比分析。以HTR-10中間換熱器冷卻管為例,當冷卻管材料選用GH3128高溫鎳基合金時,對冷卻管中三向應力進行分析,并計算考慮蠕變效應后的三向應力與彈性應力進行對比。考慮蠕變效應后改變管壁厚度和平均半徑,對比分析冷卻管中的應力變化。對冷卻管進行蠕變屈曲分析,應用有限元法,采用蠕變方程式對模型進行模擬,選取管壁面應變隨時間變化曲線,采用“曲率極大點"法,求解蠕變屈曲臨界時間,并改變管壁厚度和平均半徑,對比分析蠕變屈曲臨界時間。