烟气轮机是应用在炼油厂催化裂化能量回收系统的主要机械设备，它的使用不仅可以大幅度降低装置的能耗，取得可观的经济效益，还可以有效降低催化剂粉尘排放，减少对环境的污染。涡轮盘是烟气轮机中连接叶片和主轴的零件，在非常苛刻的高温和高转速下工作，是价值最高的关键零件之一。生产该涡轮盘所用材料为Waspaloy合金，该合金是以γ'相沉淀硬化的镍基高温合金，具有良好的耐燃气腐蚀能力、较高的屈服强度和疲劳性能，工艺塑性良好，组织稳定。
采用数值模拟技术对金属的成形工艺进行模拟，可以分析工艺中存在的缺陷，找出产生缺陷的原因并对加工工艺进行改进。在锻造成形中，常见的缺陷有锻造开裂、模具未充满、锻件折叠和过烧等，其中锻造开裂是生产中最常见的锻造缺陷之一。
在TMTS热模拟机上采用等温压缩试验研究Waspaloy合金高温压缩变形行为，获得合金在温度为1000～1160℃、应变率为0.01～1s-1条件下的真应力-应变曲线，通过单向拉伸试验获得了该合金在温度为850～1250℃、应变率为0.01～1s-1条件下的伸长率—温度曲线。根据试验结果，应用NormalizedCockcroft&Latham韧性断裂准则，结合数值模拟技术对烟气轮机涡轮盘锻造开裂原因进行了分析。
研究结果认为，为了避免锻造开裂缺陷的产生，需要提高锻造温度，可以从以下三个方面对工艺予以改进：①改进模具预热方法，提高模具温度；②延长坯料包套后的回炉加热时间；③缩短坯料转运时间和保证包套的完整性以尽可能减少坯料热量损失。因此，改进后的方案将模具温度提高到350℃，坯料包套后回炉加热时间延长至40min，坯料的转运时间缩短为40s，其它工艺不变。后续的模拟结果证明，新方案可以有效避免锻造裂纹的产生。（晓红）
