粉末真空锻造工艺优化及显微缺陷预测方法、设备及介质与流程

本文件涉及粉末真空锻造，尤其涉及一种粉末真空锻造工艺优化及显微缺陷预测方法、设备及介质。

背景技术：

1、粉末高温合金是制造航空发动机涡轮盘的关键材料。传统制备工艺如热等静压、热挤压与锻造结合的技术路线，在工程应用中面临组织性能不均匀、易产生原始颗粒边界缺陷、需要多次变形导致内应力累积等问题，影响构件的可靠性。

2、近年来发展的真空粉末锻造一次成型技术，将粉末脱气、装套、致密化和锻造成型在炉内同步完成，减少了中间转移环节。然而该新型工艺引入了复杂的动态热力耦合过程，粉末流动、扩散机制和致密化行为与传统工艺存在本质差异，导致新的显微缺陷生成机理尚不明确。

3、当前该工艺面临的核心困境在于：工艺参数与显微缺陷之间的关联规律缺乏系统研究，缺陷与最终力学性能之间的映射关系尚未建立。这种关系不明确导致工艺开发仍依赖经验试错，难以实现精准调控和稳定生产，制约了该技术在高性能涡轮盘制造中的工程化应用。

技术实现思路

1、本发明实施例，提供了一种粉末真空锻造工艺优化及显微缺陷预测方法、设备及介质，旨在解决现有真空粉末锻造一次成型工艺中因工艺参数、显微缺陷、力学性能关系不明确而导致的工艺开发依赖经验试错、难以实现精准调控与稳定生产的技术问题。

2、根据本发明实施例，提供了一种粉末真空锻造工艺优化及显微缺陷预测方法，包括：

3、基于粉末高温合金材料，在预设的工艺参数范围内执行多组真空粉末锻造成型工艺实验，获得包含工艺参数、显微缺陷情况以及力学性能指标的实验数据集；

4、将所述实验数据集划分为训练集和验证集，使用训练集训练多个预设的机器学习模型，以工艺参数为输入、显微缺陷情况为预测目标，并通过验证集评估模型精度，选取满足精度要求的模型作为显微缺陷预测模型；

5、利用所述显微缺陷预测模型对未知工艺参数组合进行缺陷预测，筛选预测无缺陷的工艺参数范围，并结合无缺陷样品的力学性能数据，分析工艺参数与性能的关联，确定用于制备目标构件的优化工艺参数窗口。

6、根据本发明实施例，提供了一种电子设备，包括：

7、处理器；以及，

8、被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述计算机可执行指令在被执行时使所述处理器执行上述粉末真空锻造工艺优化及显微缺陷预测方法的步骤。

9、根据本发明实施例，提供了一种存储介质，用于存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时实现以如上述粉末真空锻造工艺优化及显微缺陷预测方法的步骤。

10、采用本发明实施例，通过在烧结过程中引入锻造强化了合金粉末的塑性变形，促进扩散蠕变的发生，有利于消除粉末颗粒原始枝晶组织，提升涡轮盘性能，有效解决了传统工艺中需要多次引入不均匀应变导致的内应力问题。采用高频交变机械力使合金粉末颗粒重排的方式，可显著提高致密前粉末的堆积密度，交变机械力作用下粉末颗粒重排相互填充提高堆积密度，有效克服了传统工艺中晶粒粗化和原始颗粒边界缺陷形成的问题，提高了涡轮盘的致密度和晶粒均匀性。通过粉末脱气装套封焊、致密化、锻造成型在炉内同步完成，不需要转移锭坯进行额外的挤压、锻造等塑性变形来获得所需的微观组织及性能，实现了涡轮盘成形路径的低成本，避免了传统工艺中多次变形导致的缺陷。通过机器学习方法构建可靠预测模型，实现了工艺参数对缺陷的精准预测，为涡轮盘工程化应用提供了数据支撑，有效解决了现有技术中工艺参数-显微缺陷-力学性能关系不明确的问题。

1.一种粉末真空锻造工艺优化及显微缺陷预测方法，其特征在于包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粉末高温合金材料为fgh4095合金。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工艺参数范围包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个预设的机器学习模型包括：随机森林、决策树、逻辑回归、支持向量机、朴素贝叶斯、k最近邻算法、神经网络、梯度提升决策树以及多层感知机。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述执行多组真空粉末锻造成型工艺实验的步骤具体为：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析工艺参数与性能的关联，确定用于制备目标构件的优化工艺参数窗口，具体包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设性能目标值包括：采用该工艺参数组合制备的合金构件在650℃下的抗拉强度不低于1410mpa，和/或屈服强度不低于1020mpa。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述结合无缺陷样品的力学性能数据，分析工艺参数与性能的关联的步骤中，所述力学性能数据通过如下方式获得：对预测为无缺陷并经制备验证的样品，在650℃的温度条件下进行拉伸试验，以获取其抗拉强度与屈服强度数据。

9.一种电子设备，包括：

10.一种存储介质，用于存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时实现以如权利要求1-8中任一项所述粉末真空锻造工艺优化及显微缺陷预测方法的步骤。