TiAl合金增压器涡轮的耐久性试验研究

针对某增压器台架耐久性考核240 h的直径100 mm的Ti Al合金涡轮,通过对比分析考核前后涡轮轮毂芯部的微观组织和力学性能,并结合未考核涡轮轮毂取样的高温持久试验结果,评价了Ti Al合金增压器涡轮轮毂的耐久性。结果表明,在考核试验后,涡轮轮毂芯部的微观组织、洛氏硬度和室温抗拉强度仍保持考核前的水平;同时,参照该型涡轮服役条件下的高温持久加载后,试样的层片组织仍保持完整,仅只在层片团界析出了体积分数0.5%的等轴γ晶粒。可见,该Ti Al涡轮轮毂具有良好的耐久性,能够满足应用要求。     

TiAl合金增压涡轮断裂分析

某TiAl合金增压器涡轮在超速试验转速达8.6×104r/min时发生断裂失效。通过对失效的TiAl合金增压涡轮及涡轮叶片断口进行宏、微观观察及分析,以确定其失效原因。结果表明：涡轮和涡轮叶片断口的断裂特征主要由沿层断裂及穿层断裂组成;涡轮断裂是从增压器涡轮和涡轮轴颈相连接的圆弧过渡区域处的铸造疏松起源并发生断裂;涡轮断裂失效与层取向、铸造缺陷、圆弧过渡及离心力有关。     

涡轮增压器壳体用铸造合金及生产工艺现状

涡轮增压器壳体是汽车涡轮增压器的关键部件之一.本文概述了涡轮增压器壳体用材质的化学成分、性能特点及其在铸造生产中所存在的问题.指出采用壳型铸造、覆膜砂制芯、发热保温冒口等工艺,同时合理控制浇注温度及炉前合金化处理,是获得优质壳体铸件的有效途径.     

TiAl基合金涡轮熔模型壳离心精密铸造

对TiAl合金涡轮的立式离心熔模陶瓷型壳精密铸造进行了研究，合金熔配设备为水冷铜坩埚真空感应熔化炉。首先研究了TiAl合金铸造时的尺寸收缩问题，结果表明1600℃浇注时，合金的收缩率为1．32％，随着浇注温度的提高凝固收缩率显著提高。从合金熔体立式离心力场下充型模式方面考虑，涡轮浇注工艺应采用类似于重力充型的底注式较好。TiAl合金涡轮离心浇注内部组织致密、无气孔，存在的主要问题是欠浇缺陷，迎流面充型较弱。可以从提高离心转速和浇注温度两方面解决欠浇缺陷，但离心转速提高带来的安全隐患以及提高浇注温度带来的粘砂问题还需进一步研究。     

硬模铸造TiAl合金的凝固组织分析

试验观察分析了两种硬模和陶瓷型壳铸造TiAl合金宏观、微观组织特点。结果表明,硬模铸造板片的表面细晶层的晶粒尺寸成倍减小,柱状晶宽度明显变窄,中心等轴晶体积分数大幅度降低、尺寸减小;硬模铸造板片的表面细小晶粒由取向随机的层片团组成,柱状晶由有取向的层片组成,层片方向垂直于柱状晶生长方向,中心等轴晶由取向随机的层片组织组成,层片间距明显减小。     

涡轮增压器壳体铸造工艺数值模拟

采用Pro/E软件为前处理平台,以ProCAST软件为模拟平台,对涡壳件充型及凝固过程进行了模拟仿真.通过预测产生收缩缺陷的敏感区域,对涡轮增压器壳体(涡壳)的铸造工艺进行了分析与评价.结果表明,铸件在充型初期存在一定程度的紊流,但充型速度较低,产生裹气、夹渣等缺陷的可能性较小;缩孔缩松敏感区主要分布于几何热节处和流道法兰根部等处,而以涡壳底部与流道相贯的几何热节处最为敏感,但与单内浇道引入工艺相比,双内浇口引入工艺产生缩孔缩松缺陷的可能性明显减小.     

TiAl合金叶片铸造成形工艺研究

采用熔模精密铸造工艺制造TiAl合金叶片,通过对浇注系统设计、型壳制备工艺、熔炼浇注工艺的研究,实现了TiAl合金叶片完整成型。结果表明,合理设计浇注系统和型壳制备工艺可以减少集中缩孔、夹杂和气孔。     

TiAl合金涡轮压缩损伤与拉伸断裂行为

为研究TiAl合金涡轮经压力作用后的组织损伤机制及性能弱化规律,设计了对TiAl合金涡轮先压缩再拉伸的实验方法。利用扫描电镜(SEM)对压缩后的涡轮轴颈表面及内部的滑移和微裂纹进行了分析,并观察了拉伸断口形貌。实验结果表明：随着前期涡轮所受的压力的增大,压缩后的TiAl涡轮剩余抗拉强度逐渐降低,当压力为610 MPa时,剩余抗拉强度仅为86 MPa,强度损失率高达70%。TiAl合金压缩过程中形成了以沿层裂纹为主、穿层裂纹为辅的变形损伤特征。与压缩轴成45°的最大剪应力方向上的沿层裂纹是TiAl合金压缩损伤的主要形式。压缩损伤后的TiAl合金涡轮拉伸断裂均发生在靠近涡轮浇铸冒口侧的细轴颈部位。受压变形后的片层组织中的微小裂纹在随后拉应力作用下继续扩展直至韧带桥被贯穿,小裂纹合并成大裂纹,在断口上表现出沿层和穿层的混合断裂形貌。     

铁型覆砂无冒口铸造增压器涡轮壳

铁型覆砂铸造技术是一种清洁、高效的铸造技术,采用铁型覆砂技术生产中硅钼铁素体球铁增压器涡轮壳,铸件尺寸精度、表面质量、内部质量均有明显改善,已铸造增压器涡轮壳20余万件,效果良好,对铁型覆砂铸造工艺的应用有良好参考价值。     

铸造TiAl—W—Si合金的组织转变

研究了热处理及合金元素Ｗ对ＴｉＡｌ合金显微组织的影响,探讨了该合金随温度变化发生的相转变规律。１３００℃热处理时部分溶解的层片组织在随后冷却过程中由α固溶体形成细的层片晶团,而未溶解部分则发生连续和不连续长大而粗化。随着Ｗ含量的增加,不但有序β相增加,而且以多种形态出现,同时层片组织不稳定,易产生双态组织。从合金加热到熔化,再冷却至８００℃的差热分析,结合显微组织的研究,得出该合金的相转变规律为：     

飞轮铸件铸造工艺改进设计

采用薄、宽的内浇道和冷铁工艺消除了飞轮铸件的缩孔缺陷，铸造工艺出品率提高3％；根据大孔出流理论设计的浇注系统符合实际生产。     

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。     

镁合金汽车车轮重力铸造研究

采用金融型重力铸造方法试制镁合金（AM60B）汽车车轮铸件；分析了合金成分对性能和工艺的影响，在试制中探索各种工艺因素对铸件品质的作用规律，并采取措施控制各工艺因素，最终确定了克服多种缺陷的最佳工艺条件，成功试制了满足用戾要求的铸件。     

镁合金轮毂的一种新型挤压铸造方法

本文重点介绍了一种新型挤压铸造工艺.用该工艺进行镁合金摩托车轮毂的生产实践表明:和传统轮毂铸造工艺相比,新工艺具有收得率高、生产效率高、工艺成本较低的特性,而且铸件内部致密、表面质量良好、本体力学性能优良.生产的轮毂产品减重30%并通过了权威机构的检测和道路试验,体现出该新型挤压铸造技术在镁合金轮毂以及在高性能、厚壁铸件生产中具有显著的技术经济优势和广阔的应用前景.     

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.     

重型燃气轮机燃烧室外壳铸造工艺设计

针对重型燃气轮机燃烧室外壳整体尺寸较大、壁薄、尺寸精度难控制、补缩难度大、探伤要求高等特点,采用铸件不同方向、选用不同的收缩率、设置防变形拉筋、冒口跨热节补缩、设置冷铁和补贴分区补缩等工艺措施.通过Procast软件分析铸件凝固过程,优化铸造工艺,最终成功生产出合格的铸件.     

大型水轮机转轮叶片制造工艺

Cr-Ni-Mo合金铸钢大型水轮机转轮叶片,经铸造-热处理-机加工-焊接等多工序制造.本文介绍设计底返开放式浇注系统,运用MAGMA凝固模拟对冒口、补贴进行优化,采用组芯造型,严格材质成分控制,通过正交试验优化热处理工艺,以及严格管理,成功制造大型水轮机叶片.