Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系高溫鈦合金熔模鑄造工藝研究.pdf

1、高溫鈦合金是應用于現代航空航天和國防領域的重要材料，也是鈦合金的主要發(fā)展前沿之一，但我國這方面相對緩慢的發(fā)展進程與迫切的應用需求之間產生了巨大的矛盾，因此對于高溫鈦合金的深入研究必不可少。本文主要針對成分為Ti-Al-Sn-Zr-Mo-Si系的600℃以上高溫鈦合金進行研究，采用生產效率高、尺寸精度好的熔模精密鑄造技術，對其各個工藝環(huán)節(jié)進行分析和優(yōu)化。全面評價和測試高溫鈦合金的鑄造性能和熱物性參數，提出與之相適應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的性能變化，利用流杯法和數字旋轉粘度計測得，當Y2O3粉和釔溶膠的粉液比為2.2:1時涂掛性能相對較好。三點抗彎實驗得到粉液比為2.4:1時的焙燒強度增加最明顯，并測得澆注后界面反應附近的顯微維氏硬度變化趨勢。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比結果，最終優(yōu)選出最適合的組合。
　　選用水冷銅坩堝真空感應熔煉的方式，獲得成分穩(wěn)定均勻的多元高溫鈦合金鑄錠。對鑄態(tài)合金

3、在β相變點附近進行2h固溶處理，然后分別進行不同溫度和不同時間的時效處理。實驗結果表明，固溶處理能夠獲得晶粒度較小的α相組織，對比不同時效工藝，結果表明高溫鈦合金對時效時間較為敏感，700℃保溫4h可提高合金的室溫性能，時間過長則使性能降低。
　　實驗中通過澆注石墨型不同壁厚鑄件、石墨螺旋鑄型鑄件評價高溫鈦合金的充型性能和流動性能，加入0.3B后，流動性降低了16.9％。對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，間接也反映了合金的鑄造性能。同時，利用顯微測距法計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%。
　　本文針對某典型復雜薄壁筒形件進行分析，首先結合實測和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，然后利用Anycasting鑄造數值模擬軟件，對零件的結構和澆注系統設計方案進行模擬和優(yōu)化，并對比不同的鑄造工藝參數，最終提出