MGH956合金板材基本成形性能研究
中航工业沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司 杨 踊 曹一超 周 勇 【摘 要】[摘要] MGH956合金为国内仿MA956合金研制的一种氧化物弥散强化高温合金，对MGH956合金板材进行了埃里克森杯突、拉深、扩孔、弯曲、锥杯和成形极限图等试验。通过试验，对于MGH956合金板材，建议采用具有拉深、胀形或拉胀复合成形特征零件的热成形，减少或避免用于具有较多翻边特征的零件加工。 【期刊名称】航空制造技术 【年(卷),期】2015(000)016 【总页数】6
【关键词】 氧化物弥散强化 成形性能 板材
MGH956合金为国内仿MA956合金研制的一种氧化物弥散强化高温合金（Oxide Dispersion Strengthened，简称ODS合金），该材料具有优良的高温强度、耐氧化、耐碳化和耐热腐蚀等综合性能[1]。国外已应用于航空发动机和燃汽轮机的一些高温部件，长期使用温度1100℃左右，完全抗氧化温度达到1200℃左右，国内正在开展其应用研究工作。然而，MGH956合金较低的加工硬化指数、较大的屈强比、较差的延伸率及高的缺口敏感性导致其冲压成形工艺性差。该合金的屈服强度高于多数传统材料的屈服强度，导致成形零件具有较高冲压力和较大成形回弹量。据国外相关MA956合金板材成形方面资料介绍，这种材料的冲压成形性能与钛合金板材类似，冷成形不适合成形较复杂和精度要求较高的零件，热成形是其理想的成形工艺[2]。
为了全面掌握该材料的成形性，按照GB/T 15825进行拉深、扩孔、弯曲、锥
杯和成形极限图试验，按照标准GB/T 4156-2007进行埃里克森杯突试验，将部分试验结果与钛合金做了对比，最后对MGH956合金板材基本冲压成形性能进行了较全面评价。
1 试验材料
试验用材料为采用机械合金化方法制备并经过轧制加工的氧化物弥散强化高温合金MGH956板材，状态为轧制后在1325℃下进行1h高温退火处理，材料表面为吹砂状态，板材厚度为1mm。试验材料的化学成分如表1所示。
2 MGH956合金板材成形试验
2.1 埃里克森杯突试验
按照国家标准GB/T 4156-2007“金属材料薄板和薄带埃里克森杯突试验”，杯突试验在一个装备有压模、冲头和垫模的设备上进行，杯突试验方法如图1所示。试验设备为BCS50AR万能薄板试验机，试样尺寸为φ90×1mm，环境温度22℃。分别进行室温和高温杯突试验，室温试验条件：22℃/压边力10kN/无润滑；高温试验条件：650～850℃/压边力10kN/无润滑。
板材胀形成形性能常用室温埃里克森杯突试验来进行评价，杯突值IE的大小可以直接评价板材的胀形成形能力，该值越大，表明板材的室温胀形性能及拉深类成形性能越好。
室温埃里克森杯突试验结果：试样厚度为1mm的MGH956合金板材室温杯突平均值为6.06mm，接近于TC4合金5～7mm和TB8合金7～10mm的杯突值，表明MGH956合金板材室温胀形成形能力与钛合金TC4、TB8相当，试验试样如图2所示，试验结果见表2。
高温埃里克森杯突试验结果：试样厚度为1.0mm的MGH956合金板材，
650～850℃高温杯突值IE约为8～9mm，接近TA15合金6～10mm（700～900℃），略低于TC4合金10～14mm（650～800℃），试验试样如图3所示，试验结果见表3。试验结果表明高温下MGH956合金具有更好的胀形成形性能。 2.2 拉深试验
试验标准参考GB/T 15825.3-1995“金属薄板成形性能与试验方法——拉深与拉深载荷试验”，试验时将圆片形试样放置于压边圈和凹模之间，通过凸模对其进行拉深成形，拉深试验方法如图4所示。试验设备为BCS50AR万能薄板试验机，试样起始直径为90mm，以1.25mm级差加工，环境温度22℃。分别进行室温和高温拉深试验，室温试验条件：22℃/压边力10kN/无润滑；高温试验条件：700℃/压边力10kN/石墨润滑。
通过拉深试验能够测得金属薄板的极限拉深比。对于金属薄板拉深成形性能而言，极限拉深比越大，表明板材的拉深变形程度越大，拉深性能越好。通过试验，测得1.0mm厚度的MGH956合金室温下的极限拉深比约为1.56，略高于TC4合金板材的室温极限拉深比（1.2～1.5），室温拉深变形试样如图5所示。
高温拉深试验得到的1.0mm厚度MGH956合金700℃下的极限拉深比约为1.65，高温拉深变形试样如图6所示。试验结果表明，在高温下MGH956合金的拉深成形性能较好。 2.3 扩孔试验
试验标准参考GB/T 15825.4-1995“金属薄板成形性能与试验方法——扩孔试验”，试验时将带有预制圆孔的圆形试样放置在压边圈和凹模之间压紧，通
MGH956合金板材基本成形性能研究
