热控凝固工艺对薄壁变截面铸件凝固组织和力学性能的影响

先进航空发动机用机匣等高温合金构件不断向结构复杂化和薄壁轻量化发展，易导致充型困难、组织不均匀和凝固缺陷等问题，对该类铸件的精密铸造技术和工艺控制提出了新的挑战。针对上述问题，文中比较了常规铸造工艺与热控凝固工艺下K4169合金薄壁变截面特征件的充型情况、缩松、组织以及力学性能，并对热控凝固工艺参数进行了探索。结果表明，在常规铸造工艺下，特征件薄壁部位的充型率仅为26%，变截面部位出现了缩松。采用浇注温度为1 360℃的热控凝固工艺可以使铸件薄壁部位的充型面积提高226%，显著减少铸件中的缩松，获得了细小的晶粒组织，平均晶粒尺寸为624μm，二次枝晶间距为116μm,Laves相的数量相对较少。同时，由于低浇注温度的热控凝固工艺有效实现了凝固组织细化和缺陷控制，合金在700℃条件下的抗拉强度提高了7%，伸长率由6%提高至8%。