高温合金精密铸造技术研究进展

综述了高温合金多晶铸造、定向凝固、单晶制备等几种主要制备技术的原理、方法、研究现状和存在问题,分析了铸造高温合金晶粒组织控制、晶体取向选择和控制,介绍了单晶叶片的引晶和选晶原理和技术,对单晶铸造高温合金的缺陷进行了分析,并展望了高温合金精密铸造的今后发展方向。     

航空精密铸件射线CR成像检测研究

根据ASTM E192验收标准,对某精铸件加工的孔型和槽型缺陷,分别采用CR和C7胶片进行射线检测对比.由于CR图像灰度范围宽,细节影像不易直接观察,采用多尺度对比度增强算法提取细节信息进行增强放大,人眼可直接从增强后的图像识别细节信息.CR与C7胶片检测对比试验结果表明,CR图像的质量已达到C7胶片的检测质量,可降低检测成本和提高检测效率,能代替C7胶片实现该精铸件的数字射线照相检测.     

高温合金超限构件精密铸造技术及发展趋势

高温合金铸件是航空航天重大装备中不可或缺的热端部件,正向尺寸更大、结构更复杂和壁厚更薄的方向发展,对其内部冶金质量和外部尺寸精度的要求也愈加严苛,逐渐超出了传统熔模精密铸造技术的成型极限。疏松缺陷控制、薄壁完整充型、尺寸精度和表面质量控制已经成为大型复杂薄壁高温合金铸件制造的关键难题。本文系统综述了国内外高温合金铸造工艺设计、模壳制备、全流程尺寸精度和调压成型技术的研究现状,并对基于大数据的铸造智能化发展趋势进行了分析与展望。     

燃气轮机透平叶片射线CR检测技术研究

制作了适用于透平叶片射线CR检测的曝光曲线,对燃气轮机透平叶片裂纹缺陷进行了射线CR检测研究。结果表明,采用射线CR检测技术可实现透平叶片叶型进气侧和出气侧深度≥0.6 mm、长度≥2 mm裂纹缺陷的有效检测。通过图像处理可明显改善射线CR图像中裂纹缺陷的视觉效果,便于裂纹缺陷的识别。     

具有中空结构高温合金铸件的精密铸造工艺研究

X型拉杆精密铸件为大尺寸中空盲管结构件,为某航空发动机重要部件,采用熔模铸造工艺铸造而成。该铸件长度约410 mm,管壁厚2.5 mm,由于铸件的结构特殊性,决定了必须使用大尺寸整体陶芯的蜡模成型方案,从而实现在研制过程中,陶芯与蜡模模具的匹配问题,铸件尺寸精度的保证;针对这些问题,对X型拉杆模具收缩设计、浇注系统数值模拟等方面进行了系统研究,采用Procast软件对X型拉杆铸件铸造工艺参数的模拟结果与实物浇注缺陷吻合,研制的K424合金X型拉杆铸件冶金质量优良、尺寸精确,满足了使用要求。     

PROCAST数值模拟在高温合金精密铸造中的应用

计算材料科学是一门处于高速发展的交叉学科,利用数值模拟技术对熔模精密铸造过程进行仿真模拟正在逐步发展和实际应用。介绍了PROCAST有限元模拟软件的工作模块构成和数值模拟分析流程,通过研究高温合金凝固缺陷形成机制,预测缩孔、热裂纹、冷隔、浇不足等宏观冶金缺陷;通过模拟不同参数并对比实际产品质量情况,用以确定较理想的铸造工艺,包括冶炼参数和浇注系统设计。研究表明:模拟软件PROCAST能够较准确地预测铸件在充型凝固过程中产生的缺陷,通过多次模拟预测,优化浇注系统、模壳温度、浇注温度、浇注速度和定向凝固拉伸速度,确定最优工艺方案,可以明显减少铸件缺陷,提高铸件质量,降低生产成本。     

精密铸件射线CR检测工艺参数对图像质量的影响

以含人工裂纹缺陷的精密铸造平板试件为检测对象,研究并分析了管电压、曝光量、焦距等工艺参数对射线CR图像质量的影响规律。结果表明:图像对比灵敏度和空间分辨率随管电压升高均呈先升高后降低趋势,随曝光量和焦距增加均呈先增加后稳定趋势;图像平均灰度随管电压升高和曝光量增加均呈降低趋势,随焦距增加没有明显变化;可识别最小裂纹缺陷尺寸随管电压升高呈先减小后增大的趋势,随曝光量和焦距增加呈先减小后稳定趋势。该研究结果可为精密铸件射线CR检测工程应用提供理论依据和数据支撑。     

高温合金叶片常见缺陷的射线检测

对铸造高温合金叶片射线检测底片常见缺陷进行分析,并对黑白线和衍射斑纹异常显示进行研究,射线底片上的黑白线显示原因为型芯不连续,即型芯断裂或型芯错位,型芯不连续随射线束透照角度变化在底片上可能会呈现白线、黑线或黑白线共存的显示;衍射斑纹是等轴晶叶片经常出现的一种影像,可通过改变透照电压或改变射线束透照角度进行识别。通过对射线底片黑白线显示和衍射斑纹影像的形成原因进行分析,并通过相应的确认方法进行影像判别,能够对射线底片影像准确定性,为射线检测员的准确判断提供指导意义。     

高温合金母合金锭的真空电磁铸造技术研究

为了提高高温合金母合金锭的内在质量，提出了在高温合金真空熔铸的凝固过程，施加电磁搅拌的真空电磁铸造技术。使用电子探针和光学显微镜研究了在真空熔铸的凝固过程，施加电磁搅拌对高温合金母合金锭内在质量的影响。结果表明：在高温合金真空熔铸的凝固过程中，合理施加50Hz，60A的电磁搅拌，细化和增加了高温合金母合金锭的等轴晶组织，减少了中心缩孔缩松的大小和分布，大幅减轻了枝晶偏析的程度，从而使高温合金母合金锭的内在质量得到明显的改善。     

高温合金特种铸造技术--喷射铸造的研究和发展

喷射铸造高温合金具有成分均匀、无宏观偏析、晶粒与组织细小等快速凝固组织特征，同时它的热塑性和力学性能得到改善。综合评述了高温合金喷射铸造技术的国内外研究与应用情况及其发展方向。     

涡流器精密铸件CR数字化检测研究

研究了CR成像技术在某型涡流器精密铸件检测中的应用可行性。针对涡流器的大厚度比特性,采用X射线机及CRx25P扫描仪等设备对涡流器进行了CR成像试验,通过以BaSO4粉末为主的补偿泥对涡流器进行厚度补偿处理,取得良好的边蚀抑制效果。试验过程中以丝型像质计灵敏度、灰度为衡量图像质量标准,并与工业胶片所得透照结果进行对比。结果表明,涡流器的薄、厚两部位CR检测图像平均灰度分别为17 141及15 216,处于IP板的线性响应区,同时两部位的像质指数均达到13,与相应的胶片照相结果像质指数相同,达到了企业检测工艺规定的胶片照相灵敏度要求,因而CR技术有望取代常规胶片照相技术用于该涡流器的数字射线检测。     

铸造高温合金的焊接

本文通过选择合适的焊接材料、焊接工艺,对HK40炉管及ZG40Cr25Ni20铸造件焊接易产生热裂纹及保证高温工作状态下使用的热强性及热稳定性,提出了保证焊缝质量的措施,确定和现场调整焊接工艺,解决了离心铸造钢管HK40焊缝对接接头裂纹,及其焊接过程中HK40与ZG40Cr25Ni20铸造托架、吊耳的间焊接的裂纹,为公司在高难度情况下的焊接积累了一定的技术经验。     

铸造Fe-Cr-B-Al合金高温氧化行为研究

在高铬合金钢中引入B元素和Al元素来改善高温抗氧化性能,并对Fe-Cr-B-Al合金900℃高温氧化行为进行了研究.结果 表明,Fe-Cr-B-Al合金的氧化增重远低于高铬合金钢的氧化增重,原因是Fe-Cr-B-Al合金的氧化产物外层为致密的Al2O3,可以有效阻挡O元素向内扩散;内层为FeCr2O4,与Al2O3形成...     

高温合金薄壁铸件调压铸造技术展望

回顾并分析了调压铸造的充型能力、组织、力学性能、铸造缺陷。阐述了调压铸造的研究进展与优势,随后指出了高温合金调压铸造面对的挑战并对其发展趋势进行了展望。     

Al-Cu-Mn铸造合金的高温力学性能研究

研究了不同温度条件下的Al-Cu-Mn合金力学性能,并采用金相、SEM、EDS手段分析了不同温度下试样的微观组织.研究结果表明:随着温度的升高,合金抗拉强度从468 MPa降到395 MPa,而伸长率也从2.8％降到1.5％.通过合金的金相可知,合金力学性能的降低是高温第二相质点发生偏聚导致的.结合SEM、EDS测试,结果表明,合金在高温产生了短暂的过时效,影响了第二相质点的凝聚状态.同时拉伸温度对试样断裂形式也有明显影响,断口主要呈现沿晶断裂,而在常温拉伸时,断裂形式以穿晶断裂为主.     

精密铸造型壳高温强度试验机

熔模精密铸造近年来在国内外得到了迅速的发展,可以认为已经是一种比较成熟的工艺了。但是,由于影响熔模精密铸造的工艺参数甚多,就国内现在的情况来说,有效地控制各种工艺参数还存在许多困难,因而影响了产品的质量与成本,阻碍着熔模精密铸造的进一步发展及应用。这样,对于型壳的性能进行测试与研究就成为一个重要的课题。我们教研室1975年制成的精密铸造型壳高温强度试验机,     

铸造高温合金弯头的补焊

铸造高温合金ZG4Cr28Ni48WSi2弯头,主要用于乙烯裂解装置,其铸态组织为单相奥氏体,工作温度达780～850℃,热强性和热稳定性要求高。弯头两端管口50mm长范围要求100％X射线探伤,检查中发现部分弯头管口处有气孔、缩孔、裂纹等缺陷,需补焊修复。 1 清除缺陷 (1)采用风动砂轮机清除缺陷,清除深度应小于壁厚2/3,如果清除深度超过2/3,但仍有缺陷时,应停止清除,先进行补焊,然后     

精密铸造Tribaloy T-800合金轴套

采用硅溶胶精密铸造工艺,生产了一系列Tribaloy T-800合金轴套,铸件经过热处理,材料相关性能指标达到技术要求。Tribaloy T-800合金产品在熔炼浇注时需要注意加料顺序,熔炼温度,钢水降温静置过程,浇注温度,并在浇注完成后采用浇冒口覆盖保温剂,缓慢冷却来控制铸件的凝固温度,从而获得Laves相充分形成的合格铸件。     

CuNiSiTi合金的精密铸造及热处理

用熔模精密铸造法制备了CuNiSiTi焊钳活动轴;并基于此对合金进行了热处理强化工艺研究.用硬度计、涡流电导率测试仪和万能试验机测试合金性能,用光学金相显微镜(0M)观察合金的组织,探讨了铸态下合金的强化机理.结果表明,合理设计浇注系统可获得铸造质量合格的焊钳活动轴.铸造CuNiSiTi合金经920℃× 1.5 h固溶处理(水冷)+480℃×3 h时效处理(炉冷),合金的硬度HB达210、电导率达13.9 MS/m、抗拉强度达590 MPa、屈服强度达485 MPa、伸长率达11%.     

美国有色金属精密铸造合金及其性能

近年来有色金属精密铸造技术在国外又有了新发展,仅根据1980年1月美国陆军材料与力学研究中心(Army Materials andMechanics Research Center)批准出版并适用于美国国防部所属各部门和机构的MIL C-11866C(MR)介绍,目前应用于