Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系高溫鈦合金熔模鑄造工藝研究.pdf

1、高溫鈦合金是應(yīng)用于現(xiàn)代航空航天和國防領(lǐng)域的重要材料，也是鈦合金的主要發(fā)展前沿之一，但我國這方面相對(duì)緩慢的發(fā)展進(jìn)程與迫切的應(yīng)用需求之間產(chǎn)生了巨大的矛盾，因此對(duì)于高溫鈦合金的深入研究必不可少。本文主要針對(duì)成分為Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系的600℃以上高溫鈦合金進(jìn)行研究，采用生產(chǎn)效率高、尺寸精度好的熔模精密鑄造技術(shù)，對(duì)其各個(gè)工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行分析和優(yōu)化。全面評(píng)價(jià)和測(cè)試高溫鈦合金的鑄造性能和熱物性參數(shù)，提出與之相適應(yīng)的熱處理工藝和澆注方案。

2、
　　研究了型殼面層漿料在不同粉液比時(shí)的性能變化，利用流杯法和數(shù)字旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)得，當(dāng)Y2O3粉和釔溶膠的粉液比為2.2:1時(shí)涂掛性能相對(duì)較好。三點(diǎn)抗彎實(shí)驗(yàn)得到粉液比為2.4:1時(shí)的焙燒強(qiáng)度增加最明顯，并測(cè)得澆注后界面反應(yīng)附近的顯微維氏硬度變化趨勢(shì)。利用線掃描的方法，通過分析三種型殼和三種合金的相互作用交叉對(duì)比結(jié)果，最終優(yōu)選出最適合的組合。
　　選用水冷銅坩堝真空感應(yīng)熔煉的方式，獲得成分穩(wěn)定均勻的多元高溫鈦合金鑄錠。對(duì)鑄態(tài)合金

3、在β相變點(diǎn)附近進(jìn)行2h固溶處理，然后分別進(jìn)行不同溫度和不同時(shí)間的時(shí)效處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，固溶處理能夠獲得晶粒度較小的α相組織，對(duì)比不同時(shí)效工藝，結(jié)果表明高溫鈦合金對(duì)時(shí)效時(shí)間較為敏感，700℃保溫4h可提高合金的室溫性能，時(shí)間過長則使性能降低。
　　實(shí)驗(yàn)中通過澆注石墨型不同壁厚鑄件、石墨螺旋鑄型鑄件評(píng)價(jià)高溫鈦合金的充型性能和流動(dòng)性能，加入0.3B后，流動(dòng)性降低了16.9％。對(duì)比熔模離心鑄造和石墨型離心鑄造典型階梯型鑄件，分析兩種鑄型

4、材料的優(yōu)缺點(diǎn)，間接也反映了合金的鑄造性能。同時(shí)，利用顯微測(cè)距法計(jì)算出了熔模離心鑄造工藝中，高溫鈦合金的自由和受阻兩種線收縮率分別為1.323%和0.653%。
　　本文針對(duì)某典型復(fù)雜薄壁筒形件進(jìn)行分析，首先結(jié)合實(shí)測(cè)和JMat模擬建立完整的Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系高溫鈦合金和TC4合金熱物性參數(shù)，然后利用Anycasting鑄造數(shù)值模擬軟件，對(duì)零件的結(jié)構(gòu)和澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模擬和優(yōu)化，并對(duì)比不同的鑄造工藝參數(shù)，最終提出