双壁结构铸件内部缺陷X射线检测定位方法研究

通过X射线检测对双壁结构铸件内部缺陷准确定位,进而根据透照结果对超标内部缺陷进行清除和修复,是钛合金铸件生产中需解决的技术难题之一。依据X射线检测投影规律分析了缺陷的投影特点,通过双壁结构铸件互成180°透照两次的结果,进行测量、比较内部缺陷到典型结构的距离大小,得出了缺陷的分布位置,进而在该底片上测量缺陷到第二典型结构特征的距离。结果表明,借助二维影像对双壁结构铸件进行缺陷定位,总结了内部缺陷两点定位法,并结合模拟缺陷验证了定位方法的有效性。该方法可操作性强,在某双壁结构铸件内部缺陷定位和清除中得到应用,提高了缺陷检测准确性。     

铸造钛合金补焊技术研究进展

铸造钛合金存在缺陷时可以通过补焊修复,在这过程中容易受到氢、氧、氮的影响而导致焊区出现裂纹、氧化、脆化等缺陷,由此影响到整个构件的整体性能,这都是由其自身的物理特性和化学特性所决定的。概述了铸造钛合金的补焊特性,并对补焊中常见的缺陷进行了分析;介绍了铸造钛合金补焊缺陷的检测方法,进而提出了控制补焊缺陷的有效防范措施;提出了补焊工艺参数的选择原则及注意事项;描述了各种铸造钛合金补焊方法的优缺点,并最终确定各补焊方法的选择原则及适用依据。随着钛合金铸件在航空、航天领域的广泛推广及应用,铸造钛合金补焊技术将成为其不断向前发展的一种不可或缺的制造工艺。     

钛合金铸件精密成形理论与技术研究进展

由于航空、航天用零部件对材料比强度有很高的要求,因此钛合金作为一种高比强合金在航空、航天领域的应用越来越多,而且这类零部件常采用薄壁复杂结构。若采用水冷坩埚方式熔炼钛合金,会导致钛合金熔体流动性差,因此,离心铸造方法已成为钛合金薄壁复杂铸件精密成形的主要方法。介绍了离心场下钛合金铸件精密铸造成形理论及技术的发展过程,在此基础上总结了离心场下钛合金熔体的充型、凝固行为及铸件缺陷形成规律,提出了立式离心铸造技术改进方案,并对未来离心场下成型理论与技术的发展提出了展望。     

钛合金熔模精密铸件表面微裂纹形成过程研究

目的 表征钛合金熔模精密铸件表面组织的特性,研究其如何形成表面微裂纹的过程。方法 通过对钛合金精铸件表面微裂纹形貌进行观察,对表面α层的化学成分、显微硬度进行表征,并通过三点弯曲实验模拟α层在拉应力状态下开裂倾向。结果 微裂纹为冷裂,深度在α层范围内。α层的片层组织较铸件内部组织粗大,O含量和硬度高于铸件内部,在拉应力状态下较铸件内部容易导致裂纹萌生和扩展。结论 钛合金精铸件在凝固过程形成α层,在后续的冷却过程中形成的拉应力或翘曲变形导致相对脆弱的α层形成了表面微裂纹。     

石墨铸型材料对钛合金内环铸件冶金质量的影响研究

目的研究不同石墨铸型材料对钛合金内环铸件冶金质量的影响。方法试验选取颗粒直径分别2,0.8,0.04 mm的3种典型石墨材料,制备内环石墨铸型,采用离心浇注,然后对3种不同石墨材质研制的ZTC4钛合金铸件进行表面目视检验、荧光和X光检测。结果 2,0.8,0.04 mm这3种颗粒直径的石墨铸型材质研制的铸件表面外观和荧光质量依次提高,其中荧光缺陷平均数量依次为21.4,13.9,2.2个/件;铸件内部缺陷数量均小于1.5个/件,夹杂均小于0.7个/件。结论不同颗粒度直径的石墨铸型对铸件的外观和荧光质量会产生显著的影响,而对铸件内部冶金质量影响较小。     

两种铸造模拟软件在钛合金铸件研制中的应用对比

目的 研究分析两种铸造模拟软件在钛合金铸件模拟方面的差异及准确性。方法 利用华铸CAE和ProCast软件对某钛合金铸件的温度场、流场和缩孔缺陷进行数值模拟。为了验证模拟结果的准确性,进行实际浇注验证实验,并通过X射线探伤,检测缩孔缺陷的位置。结果 华铸CAE网格剖分简单、计算时间快,但是模型边界拟合较差,ProCast软件网格划分复杂、计算时间较长,但是网格可以较好地反映模型形状,模型边界拟合较高。结论 两种软件对温度场的模拟差异不大,凝固顺序基本一致,两种模拟软件的缩孔预测结果和实际缩孔位置吻合性都较好,说明两种数值模拟软件可以很好地预测钛合金铸件内缩孔分布。     

ZTC4钛合金铸件组织晶粒度测定及评估方法研究

目的 针对大型复杂精密钛合金铸件等飞机关键结构件组织和性能的评估,提出了一种ZTC4钛合金铸件组织晶粒度的评估及分析方法。方法 通过对各类钛合金典型铸件的结构复杂性、凝固过程等关键因素进行分析,对铸件组织随机取样、试样制备与试样显示、试样检验、图像自动拼接、晶界描绘、图像处理测量和数据统计分析的组织定量表征方法。结果 确定铸件在取样过程中需要关注的重要因素,如壁面厚度变化、筋板的交接状态、铸型的种类以及浇冒口位置等,建立了反映铸件上性能的取样原则,建立了基于像素统计的组织定量表征方法,涵盖了晶粒最大尺寸、最小尺寸、平均尺寸和晶粒不规则度等指标。结论 该方法可以真实、准确、定量地反映钛合金铸件的显微组织特征,为钛合金铸件的综合评估提供基础数据支撑。     

含氢热加工对钛合金铸件组织和性能的影响

铸造钛合金零件与加工成形件比较有很大的优越性.但铸件的孔隙度、微偏析和不合适的微观组织(粗大晶粒或粗大的片状组织等)对其性能产生较大影响.虽然采用热等静压可以部分或全部消除铸件中的孔隙,但不会改善铸件其它区域的组织结构.有效控制钛合金铸件组织结构的新方法是含氢热加工技术.该技术是基于氢的可逆合金化来提高铸造钛合金综合机械性能的最有前途的方法.     

大型钛合金泵体的特种砂型铸造工艺研究

目的 以大型钛合金泵体为研究对象,研究特种砂型铸造工艺。方法 采用铝制模具,以铝矾土混合物为填料进行造型,氧化钇料浆为面层涂料,经高温烧结后制备成大型钛合金泵体铸造用特种砂型铸型,在真空自耗凝壳炉中进行熔炼浇注,并对铸件外观、冶金质量、成分性能及尺寸进行检验测试。结果 用该铸造工艺研制的大型钛合金泵体铸件成型完整,铸件表面光洁度可达到6.3 μm;铸件的化学成分和力学性能可以满足ASTM B367中C3的指标要求;经热等静压后铸件内部质量达到了ASME 1320中7级;荧光检测结果满足ASME B16.34中的标准,铸件尺寸精度可到达CT9级的要求。结论 铸件检测结果表明,该特种砂型铸造工艺可以实现大型钛合金铸件的制造。     

钛合金损伤与预防的研究进展

对近年来钛合金的缺陷、损伤及其预防与控制技术进行总结与归纳.结果表明,钛合金的常见缺陷可从与熔炼工艺有关的缺陷、与其它工艺相关的缺陷以及与表面完整性相关的缺陷三个方面进行分析;钛合金Ti3Al(α2)相的析出具有力学行为相关性;钛合金表面的氧化污染区包括氧高度污染区、氧化膜区、氧高梯度扩散区和氧缓慢扩散区,富氧层具有明显的缺口效应;采用断口定量分析技术可反推钛合金构件疲劳应力,且误差较小.