精密铸造TiAl基合金薄壁铸件用型壳退让性的研究

TiAl基合金铸件极易产生热裂,主要因为在Ti中加入Al会使其线收缩增加,在铸造过程中因收缩受阻而产生热裂.本研究通过在型壳的背层涂料中加入高聚物的办法,利用高频离心铸钛机浇注出“工”字形Ti-43Al-9V-0.3Y 钛铝基合金铸件,并进行了详细的研究.试验结果显示,本方法改善了型壳的退让性,提高透气性,降低残留强度,大大提高了铸件的成品率.     

金属型离心铸造TiAl基合金耐磨性研究

利用金属型离心铸造的方法,浇注了目标成分为Ti-48Al-2Cr-2Nb的合金,随后对其进行热等静压(HIP)处理1270℃/173 MPa/4h),研究了TiAl基合金的耐磨性能。研究结果表明,在载荷为50N、加载10min和载荷为100N、加载5min时,铸态样品的摩擦因数约为0.141;TiAl基合金经热等静压处理后,在载荷为50N、加载10min和载荷为100N、加载3min时,材料的摩擦因数为0.156。通过显微组织观察发现,HIP工艺对TiAl基合金摩擦因数的影响可归结为两方面:一是消除了铸件内部的微小缩松,提高了材料的致密度;二是组织结构由全片层向双态结构的转变。     

金属型离心铸造TiAl基合金显微硬度分布规律研究

利用离心铸造的方法，浇注了目标成分为Ti-48Al—2Cr-2Nb（at．％）的合金，并对其进行热等静压（HIP）处理（1270℃／173MPa／4h），研究了样品截面内的显微硬度分布规律，以及热等静压工艺时其显微硬度分布的影响。结果表明，由于金属型离心铸造TiAl基合金内部往往存在难以消除的微观缩松，铸态样品横截面内的显微硬度分布不存在明显的规律性；HIP工艺明显减小了样品横截面的显微硬度平均值，且呈现出较强的规律性，表现为中心区域附近较高，而边缘区域较低。     

TiAl基合金熔模精密铸造技术的发展现状

TiAl基合金作为一种新型轻质高温结构材料,以其密度低、比强度和比模晕高,具有较好的抗氧化和蠕变性能以及优异的抗疲劳性能,在航空航天和汽车等领域具有广阔的应用前景.本文主要介绍了TiAl基合金的熔炼技术、熔模精密铸造技术及应用研究,并提出了TiAl基合金熔模精密铸造技术的不足与展望.     

TiAl基合金排气阀立式离心铸造充型及凝固过程数值模拟

以N-S方程、连续性方程及Fourier导热方程为基础，结合离心力、重力及Coriolis力，在实验的基础上建立了立式离心铸造充型过程及凝固过程数学模型．并且依据此模型对TiAl基合金排气阀立式离心铸造过程温度场、流场及压力场进行了数值模拟．数值模拟结果表明，离心铸造的充型过程存在正向和反向两个充填过程，在入口处易出现卷气缺陷．凝固过程也存在正向和反向两个凝固顺序，在靠近先充填一侧易于形成偏轴线缩松缺陷．     

TiAl基合金排气阀离心铸造充型过程数值模拟的试验验证

TiAl基合金排气阀离心铸造充型过程较其它铸造过程的充型有很大的不同,它是在重力场、离心力场及科里奥利力场共同作用下完成的充型过程。本文通过对离心铸造充型过程的液体进行受力分析,依据描述流体流动行为的N-S方程及连铸性方程,建立了TiAl基合金排气阀离心铸造充型过程数值模拟模型,为研究TiAl基合金排气阀离心铸造充型过程及缺陷形成规律提供了新的研究方法,模拟结果和试验结果相吻合。     

TiAl基合金新材料研究及精密成形

TiAl基合金以其低密度、高强度以及良好的抗氧化性等特点得到广泛的研究。着重介绍了TiAl基合金在显微组织控制，组织－性能关系，合金化、熔炼技术、精密成形等方面的发展状况。     

TiAl合金增压器涡轮的铸造

采用高频感应加热快速熔炼、低模壳温度稳速浇注工艺铸造出一批TiAl增压器涡轮。TiAl合金由于其比重小，可大大减小涡轮的转动惯量矩，对优化涡轮设计，提高了车辆机动性能有着很重要的意义。     

金属型离心铸造TiAl基合金充型过程及排气阀门内部缺陷分析

针对金属型离心浇注Ti-48Al-2Cr-2Nb(原子分数,%)合金汽车排气阀内部的常见缺陷,探讨了离心力场下排气阀内部卷入性气孔和偏中心线缩松的产生机理、原因及分布规律.     

TiAl基合金杆形件铸造缺陷与铸造方法的关系

通过对铸造TiAl合金杆形件的尺寸及微观组织研究发现 ,TiAl合金浇注温度在 15 95～ 1685℃范围内 ,熔体凝固收缩率s =(74.2 0 96-0 .0 945 8t + 3 .0 65 75× 10 -5t2 ) ,而且微观疏松严重。研究了 3种铸造工艺对TiAl合金杆形件内部疏松分布的影响 ,结果表明重力铸造时疏松分布在杆形件的中轴线上 ,而离心铸造时 ,疏松量减少 ,但疏松分布位置偏离中轴线 ,这种分布的疏松会导致杆形件在热等静压后发生弯曲而报废。利用石蜡模拟了杆形件离心浇注充型过程 ,结果表明 ,杆形件的任意截面熔体充填时先充填迎流面 ,通过回流充填背流面 ,致使同一截面内熔体凝固进程不是轴对称分布 ,最后凝固区域远离中轴线偏向背流面 ,这种偏离在杆形件的入口处最严重 ,对应杆形件该部位热等静压后的变形量最大。对如何解决杆形件疏松分布不对称性提出了一些建议     

K488合金大尺寸涡轮叶片精铸工艺研究

大尺寸涡轮叶片是重型燃气轮机的关键核心部件,采用铸造高温合金K488无余量精密铸造而成,该叶片结构复杂,叶身尺寸大,壁厚薄,尺寸精度高,冶金技术标准要求严格,铸造工艺难度很大。设计采用了蜡模二次成型、反变形技术、顶注一侧注复合浇注系统的优化,解决了铸造过程中产生的疏松、裂纹、变形等缺陷,研制出了合格的大尺寸涡轮叶片。     

重型燃气轮机叶片熔模铸造凝固过程数值模拟

建立了重型燃气轮机叶片真空熔模铸造凝固过程的数理模型,对不同工艺下凝固过程的温度场、糊状区演变及缩孔、缩松形成过程进行了仿真,研究了缺陷形成规律.结果显示,原有工艺下,两种浇注系统均在榫头部位出现缩孔或缩松,与实验结果吻合.采用定向凝固工艺可以避免重燃气轮机叶片产生铸造缺陷.     

复杂空心定向涡轮叶片高强度型芯技术研究

针对复杂空心定向涡轮叶片精密铸造技术需求,在前期研究基础上,研究了陶瓷粉料级配技术、型芯成型工艺、型芯焙烧工艺、型芯低温强化工艺,制备出满足高推重比发动机空心涡轮叶片浇注要求的陶瓷型芯材料。该材料应用后,某型航空发动机高压涡轮定向空心无余量工作叶片合格率达60%以上,解决了航空发动机定向空心叶片精密铸造行业技术瓶颈。     

熔模精密铸造TiAl基金属间化合物研究进展

TiAl基金属间化合物作为一种新型轻质高温结构材料,在航空航天和汽车等领域具有广阔的应用前景。熔模精密铸造是当前普遍采用的制备TiAl基金属问化合物的方法。主要介绍了熔模精密铸造TiAl基合金的铸件以及型壳用粘结剂及耐火材料的发展现状,TiAl合金的熔炼技术及最新研究进展,并对TiAl基金属间化合物熔模精密铸造技术的不足进行了分析并提出了展望。     

TiAl基合金叶片吸铸成形缺陷的数值模拟

采用有限元软件ProCAST模拟TiAl基合金液在金属型真空吸铸成形铸造工艺中的充型凝固过程,分析在充型凝固过程中产生缺陷的原因,并进行了相关的实验验证。在模拟过程中发现铸件中确实存在模拟预测的缺陷,且缺陷主要集中在叶片隼部,在叶身部位出现少量的缩松缺陷,模拟和实际相吻合。     

TiAl基合金叶片吸铸成形缺陷的数值模拟

采用有限元软件ProCAST模拟TiAl基合金液在金属型真空吸铸成形铸造工艺中的充型凝固过程,分析在充型凝固过程中产生缺陷的原因,并进行了相关的实验验证。在模拟过程中发现铸件中确实存在模拟预测的缺陷,且缺陷主要集中在叶片隼部,在叶身部位出现少量的缩松缺陷,模拟和实际相吻合。     

基于事例与特征的涡轮叶片精铸模分型面生成技术

分型面设计直接影响精铸模具结构设计与模具加工复杂程度,是一项典型的强经验、弱理论的工作。为叶片及其精铸模建立特征库、事例库,将专家经验知识化、规则实例化,将基于事例推理与基于精铸模特征推理技术相结合来生成分型面,同时考虑后续加工的影响,使得分型面的设计更加合理,缩短精铸模研制周期。     

基于SLA原型的叶片铸件快速精密铸造技术

通过试验手段探讨了将立体光固化快速成型与传统熔模精密铸造相结合的两种铸件快速精密铸造技术,指出了各自技术的特点,对类似生产活动具有较强的指导意义,可促进快速成型技术的应用。