ZTC4钛合金铸件表层与内部组织的相关性研究

采用组织定量分析技术,对某大型钛合金铸件产品各区域的组织进行定量评估,对比分析了铸件表层组织和内部组织的相关性,探讨了铸件本体组织评估中试样选取及观察原则。结果表明,铸件本体表层、中心层和截面获得的晶粒尺寸均值、晶粒尺寸分布半高宽均随铸件厚度增加呈线性增大的趋势,表层及中心层的晶粒尺寸分布相似并呈正态分布的特点,截面组织分布呈偏态分布的特点。结合钛合金铸件特点,在大型复杂精密钛合金铸件本体组织评估中,建议统一采用表层组织来评估铸件组织的均匀性。     

铸型材料和铸板厚度对Ti-6Al-4V钛合金微观组织的影响

基于组织定量分析技术,研究了铸型材料和铸板厚度对Ti-6Al-4V钛合金成形性能及成形后铸板的微观组织中原始β晶粒尺寸和α片层间距的影响.结果表明,铸型材料和铸板厚度对Ti-6Al-4V钛合金的成形和成形后的微观组织具有重要影响.石墨铸型相比陶瓷铸型具有较差的成形能力,铸件的微观组织也明显细化.随着铸板厚度的增加,原始β晶粒尺寸、α片层间距呈近线性上升的趋势.     

钛合金冷坩埚电磁约束铸造工艺研究

针对液态下化学性质相对活泼的钛合金,采用冷坩埚技术对电磁约束铸造工艺过程进行了试验研究,考察了工艺条件对成形坯件表面质量和内部组织的影响.结果表明:试样抽拉速度变化对表面质量和宏观组织的影响明显,加热功率虽然对组织变化影响不大,但对表面质量影响较为显著.通过优化工艺,可以获得既有较光滑铸造表面又具有一次定向凝固组织的钛合金铸件.讨论了铸造过程裂纹和组织缺陷的形成机理,获得到了表面光滑无裂纹,宏观组织为柱状晶的钛合金大尺寸圆坯.     

医用钛合金表面纳米化组织与性能研究

针对近β型TLM钛合金试样表面进行了不同时间的高能喷丸处理,采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及显微硬度仪等对不同喷丸处理后的试样进行了组织观察和性能测试。研究发现,在喷丸的近表层发生了纳米化,形成了一定厚度的纳米晶层。喷丸处理时间越长,最表层的平均晶粒尺寸越小,晶粒尺寸沿着厚度方向有梯度变化,距喷丸表面越远,晶粒尺寸就会越大。同时纳米晶层的显微硬度相对于基体组织有大幅提高,显微硬度距表面距离越远,显微硬度越低,硬度的提升主要是由于表面晶粒细晶强化的作用所致。     

钛合金金属型铸造工艺研究

对于薄壁钛合金铸件,金属型工艺与石墨型工艺以及陶瓷型工艺相比,在铸型使用寿命、尺寸精度以及工艺操作性上具有一定的优势。文中将金属型与陶瓷涂层结合,探究薄壁钛合金铸件的金属型铸造工艺。试验过程中选择多种金属型材料涂覆陶瓷涂层,研究其与钛液的界面反应,发现涂覆钇稀土涂层的灰铸铁铸型浇注的钛试样表面更加平整,金属型与钛液反应较弱,没有形成明显的反应层,并且在一定程度上阻碍了金属型元素扩散到钛液当中。同时,本试验设计了合理的金属型模具,确定了合理的离心浇注参数,浇注出了完整的薄壁钛铸件,铸件表面均无裂纹、冷隔等缺陷,化学成分、力学性能等各项指标均达到了使用要求。     

表面喷丸强化处理对TC11钛合金疲劳性能的影响

目的改善TC11钛合金的抗疲劳性能。方法采用喷丸表面强化工艺对TC11钛合金进行了表面强化处理,研究了喷丸强化处理、喷丸+二次喷丸强化处理对TC11钛合金试样表面粗糙度、残余应力、显微组织及疲劳性能的影响。结果喷丸处理能够在试样表层引入厚度约230?m的残余压应力场,但同时导致试样表面粗糙度值增加。喷丸后进行表面二次喷丸,试样表面残余压应力值和残余压应力峰值提高,但残余压应力峰值的位置和残余压应力层的厚度变化不大。二次喷丸对试样表面起到一定程度的修复作用,使试样表面粗糙度值降低。喷丸后试样表层组织发生明显的塑性变形,晶粒变细,而喷丸+二次喷丸处理可使试样表层组织得到进一步细化。喷丸处理后,试样的疲劳强度由480 MPa提高至540 MPa,提高了12.5%,二次喷丸使试样的疲劳强度提高至570 MPa,在喷丸的基础上继续提高了5.5%。结论喷丸后对试样表面进行二次喷丸对表层残余应力场的影响不大,二次喷丸主要通过降低试样表面粗糙度值和细化试样表层组织,使试样的疲劳强度得到进一步提高。     

一种铸件/铸型界面传热系数的反求法

对界面传热系数的求解进行了推导,提出了一种新的确定铸件/铸型等效界面传热系数的方法反求法。选择一个形体简单的铸件作为标准试样,采用不同常数的等效界面传热系数,进行若干次模拟试算,与实际标准试样中某点的温度曲线进行比较,当两者温度曲线比较接近时,则认为该等效传热系数是铸件/铸型之间的传热系数。采用不同厚度的实际叶片铸件进行了验证试验,结果表明,该方法是有效可行的。     

离心力及铸件模数对Ti-6Al-4V合金组织与力学性能的影响

该论文主要研究在石墨型中不同立式离心力场下离心力及铸件模数对Ti-6Al-4V合金组织及性能的影响。实验过程中铸型的旋转速度主要考虑了三种情况：0, 110及 210 rpm。结果表明：晶粒尺寸及片层厚度随铸件模数的减小和离心力的增加而减小,拉伸强度随铸件模数减小和离心力增加而明显增加,但铸件延伸率呈现相反的变化趋势。文中给出了重力系数、铸件模数与Ti-6Al-4V合金组织和力学性能之间的定量关系。作为与重力场下石墨型中Ti-6Al-4V合金铸件对比分析,研究了金属型中Ti-6Al-4V合金阶梯铸件组织的变化情况,研究发现：两种铸型中浇铸的合金铸件晶粒尺寸、片层厚度随冷却速度的变化趋势基本一致,结合两组实验数据,给出了重力场下Ti-6Al-4V合金铸件组织随冷却速度变化的定量关系。     

钛合金TC4表面纳米化及其热稳定性

利用超音速微粒轰击技术(supersonic fine particles bombarding,SFPB)对钛合金TC4进行了表面纳米化处理,并对SFPB处理后的试样进行不同温度2 h退火处理。借助X射线衍射、显微硬度计、透射电子显微镜和差热分析对纳米化及热处理后的试样进行了组织和性能表征,研究钛合金表面纳米化机理及其热稳定性。结果表明:经过SFPB处理后的试样在表层形成了纳米结构层,随着处理时间的延长,变形层厚度不断增加,晶粒尺寸逐步细化,当SFPB处理30 min后晶粒尺寸趋于稳定,在表层形成了晶粒尺寸约为15 nm具有随机取向的纳米等轴晶。纳米化后的试样在750℃退火时,纳米晶未发生明显粗化,因而具有很好的热稳定性。     

铸造钛合金α层对补焊裂纹的影响

通过熔模铸造的方法制备了ZTA7合金试样,对试样进行α层检测和补焊。利用光学显微镜(OM)、能谱仪(EDS)、显微硬度测试仪等检测了ZTA7铸件基体和α层的组织、成分和显微硬度,分析了铸件补焊裂纹的开裂位置和形式,研究了α层对开裂的影响规律。研究结果表明:铸件补焊周围的裂纹无规则分布在焊接热影响区及邻近热影响区的母材表层。铸件内部基体为具有原始β相晶界的片状α组织,表层为粗大的片状α组织。脆硬的α层和焊接热循环过程中产生的焊接应力共同导致铸件表层开裂,且开裂率随着α层厚度的减小而降低。表面α层厚度低于55μm时才能显著降低铸件补焊后的开裂机率。要完全避免补焊开裂,应以硬度值为依据,全部去除铸件表面α层。     

酸洗对钛合金熔模铸件性能的影响

在相同的酸洗条件下,研究了不同的酸洗量对钛合金铸件成分、性能及焊接工艺性能的影响。结果表明,随着酸洗量增加,铸件表面脆性α层厚度减小直至完全去除。随着表面脆性α层厚度的降低,铸件焊接性能得到明显提升,吸氢情况有所增加。酸洗过程中产生氢含量增加的情况经热等静压能够得到有效的消除,整个工艺流程对钛合金试样的拉伸性能无明显影响。     

铸钢件无熔剂表面合金化的研究

利用正交试验方法研究了铸钢件的无熔剂表面合金化。研究表明。合金涂层中不加熔剂也能形成质量较好的合金层；铸型中合金膏块相对厚度是决定铸件表面合金层厚度的主要因素；浇注温度提高。合金颗粒适当增大。有利于增加合金层厚度；铸钢合金层的耐激冷激热性能好。     

Influence of furfuryl moulding sand on flake graphite formation in surface layer of ductile iron castings

The influence of the use of moulding sand with furan resin, prepared both with fresh sand and reclaimed matrix, on the formation of a flake graphite formation at the surface layer of ductile iron castings has been investigated. A series of experimental heats of ductile iron cast in moulds made of moulding sand characterised by different levels of surface active elements (sulphur, oxygen) were performed. The effect of the wall thickness and the initial temperature of the metal in the mould cavity on the formation of flake graphite in the surface layer of the casting is shown in the paper. Investigations carried out by means of scanning electron microscopy (energy dispersive X-ray spectroscopy and wavelength dispersive X-ray spectroscopy) showed concentration of gradient profiles of surface active elements in the castings surface layer, which are responsible for their quality. Finally, it has been shown that there exists a significant effect of the quality of the sand on the formation of the flake graphite layer and the surface characteristics of ductile iron castings.     

大型复杂圆台型钛合金铸件的铸造工艺研究

针对某大型复杂圆台型钛合金铸件结构特点,设计了两种铸造工艺,并结合模拟仿真对铸造工艺进行优化,其中直立底注式铸造工艺更优。采用石墨型铸造并进行了生产验证,得到品质满足GJB2896A-2007中I类高品质铸件要求。     

白口铸铁／碳钢液—固复合铸造研究

利用只受内压的厚壁圆筒应力计算公式，计算出液－固复合铸造时金属预制件被包覆部位的最大允许尺寸。白口铸铁／碳钢复合铸造试验及生产实践都表明，计算结果对控制包覆层内表面裂纹的产生具有一定的实用价值。关于硅、磷含量对白口铸铁包覆层内表面裂纹的影响，也作了一定的探讨。     

Characterization of zirconia-based slurries with different binders for titanium investment casting

The materials and physical properties of primary slurry are crucial to the surface quality of the finished castings,especially for high reactivity titanium alloys.The aim of this study is to investigat...     

连铸铜包铝复合棒坯过渡层的研究

在双金属连铸铜包铝复合棒坯试验中,出现不同过渡层的制品.对试验中出现的不同制品进行分析研究,结合试验条件分析其中的极端现象--芯部全为化合物的试样的成分及其产生的原因,在此基础上进一步探讨如何控制过渡层的厚度,改进产品质量.     

镁合金压铸件外观质量评定系统的研究

建立了一套汽车发动机缸盖罩盖镁合金压铸件外观质量的评定系统.此评定系统,充分考虑了零件的技术要求和使用环境,通过表面区域的划分、缺陷等级和分值的确定以及缺陷因子和加权系数的引入,科学全面地反映了铸件的外观质量.采用该评定系统可以在工艺调试过程中进行缺陷量化比较,精确控制调试工艺,缩短调试时间,降低调试成本.     

ZTC4钛合金精铸件电子束焊接接头组织与疲劳行为研究

在四种不同应力水平下对ZTC4钛合金精铸件进行了疲劳试验,研究了ZTC4钛合金精铸件电子束焊接接头组织、疲劳性能与疲劳断裂特征。结果表明,ZTC4钛合金精铸件基体显微组织为片层组织,电子束焊缝为晶粒内析出大量的细针状a’相的针状马氏体组织特征;焊缝硬度略高于基体;疲劳裂纹一般起源于焊缝熔合区表面或次表面微气孔,疲劳扩展初期断口表面存在类解理光滑刻面,并且疲劳条带呈脆性条带特征,而在疲劳扩展的中后期,转变为韧性疲劳条带特征;尺寸较大的表面、次表面焊接或冶金缺陷对焊接接头的疲劳性能有较大的影响。     

真空负压法生产叉车驱动桥的工艺实践

驱动桥是叉车的重要安全零部件，材质QT450—10，对尺寸精度、表面质量、铸件的内部组织和力学性能要求很高。原工艺为普通粘土砂造型，树脂砂吊芯，每箱1件，生产率低；采用吊芯易产生偏芯造成铸件壁厚不均；普通砂造型型腔紧实度不足，易产生显微疏松，存在安全隐患，且表面质量较差。为避免这些不足，采用真空负压法试生产驱动桥获得成功。