石墨型鑄造與熔模鑄造BT20鈦合金組織與力學性能研究.pdf

1、本文分別采用石墨鑄型和熔模型殼在不同澆注條件下澆注了BT20鈦合金鑄件，分別在α+β兩相區(qū)和β單相區(qū)內采用不同的冷卻速度對鑄態(tài)組織進行熱處理，對比分析了鑄態(tài)與熱處理態(tài)石墨型鑄造與熔模鑄造BT20鈦合金的微觀組織，并進行拉伸力學性能測試。
　　隨澆注溫度的升高，α片層間距增大，不同方向的α集束變少；隨鑄件壁厚的增大，α相形貌也出現(xiàn)相同的變化規(guī)律，采用石墨型低溫澆注的鑄件的薄壁部分由于冷卻速度快，α片層間距最小為1μm，晶內α相取向多

2、，相互交織，呈現(xiàn)出網籃狀特征，采用熔模型殼澆注的鑄件組織中，α片層間距較大，且在兩較大的α片層之間有許多取向一致，長徑比較大的短棒狀形貌α相，在較高溫度下澆注的熔模型殼鑄件的厚壁部分，α片層間距最大，達到了3.16μm。
　　低溫澆注的石墨型BT20鈦合金鑄件，具有較高的抗拉強度和屈服強度，分別為986MPa和915MPa，延伸率為4.23％；相同條件下的熔模鑄件雖然抗拉強度和屈服強度較低，分別為889MPa和807MPa，但具有

3、較高的延伸率，達到了為5.71%；鑄件的力學性能隨澆注溫度及壁厚的減小而降低。
　　采用不同工藝對兩種鑄型澆注的鑄件進行熱處理，在兩相區(qū)內空冷和淬火時，隨溫度增加，α片層長度減小，寬度增大，呈短棒狀或等軸狀，且β轉變組織含量增多；爐冷時，隨溫度升高α片層間距增大，β相含量幾乎沒有變化。在970℃保溫后空冷時，β轉變組織中開始析出少量針狀α相，隨空冷時加熱溫度的升高，針狀α相含量增大。1080℃保溫時已處于石墨型鑄件和較高溫度澆注的

4、熔模型殼鑄件的β單相區(qū)，在該溫度空冷后的組織為網籃組織，主要由針狀α相和殘余β相組成，而較低溫度下澆注的熔模型殼鑄件組織中還有少量等軸狀初生α相。鑄態(tài) BT20鈦合金在970℃以上保溫后淬火，組織中沒有形成馬氏體，而是在基體上形成一種寬度約為2μm的棒狀α相。
　　在940℃保溫后爐冷時，鑄件力學性能變化不大，隨爐冷溫度升高，力學性能降低；在兩相區(qū)內空冷和淬火對力學性能的影響規(guī)律相似，隨溫度升高，抗拉強度和屈服強度先升高后降低，延