TiAl基合金鑄件特征結(jié)構(gòu)及型殼固液比對(duì)鑄造缺陷影響

張揚(yáng)晟，胡海濤,2,3，左家斌,2,3，馮新,2,3，南海,2,3，丁賢飛,2,3

TiAl基合金鑄件特征結(jié)構(gòu)及型殼固液比對(duì)鑄造缺陷影響

張揚(yáng)晟1，胡海濤1,2,3，左家斌1,2,3，馮新1,2,3，南海1,2,3，丁賢飛1,2,3

（1.中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院，北京 100095；2.北京市先進(jìn)鈦合金精密成型工程技術(shù)研究中心，北京 100084；3.北京航空材料研究院股份有限公司，北京 100094）

揭示鑄件結(jié)構(gòu)特征及型殼固液比差異對(duì)鑄件充型率、收縮率和內(nèi)部缺陷傾向性的影響。分別采用3種不同型殼固液比的型殼，通過(guò)重力澆注制備了Ti?48Al?2Cr?2Nb合金特征結(jié)構(gòu)元件鑄件，對(duì)具有不同尺寸參數(shù)的板、變截面、尖角、筋、過(guò)渡弧、孔、環(huán)、曲面等8種典型特征結(jié)構(gòu)元件鑄件的充型率、收縮率、縮松/氣孔的數(shù)量與分布、截面縮松率等鑄造成形特性進(jìn)行研究。板厚度≥6 mm、變截面厚度變化率≥0.075、尖角≥90°時(shí)可基本充型完整；鑄件收縮率在1.8%～3.3%之間；在不同特征結(jié)構(gòu)中，變截面的平均截面縮松率最低為0.012%～0.018%，尖角最高為0.21%～0.46%；型殼固液比為1.8∶1和2∶1的鑄件氣孔分布面積僅為2.4∶1時(shí)的10%～80%。充型高度隨鑄件厚度和角度增大而提高；特征結(jié)構(gòu)與尺寸參數(shù)對(duì)收縮率影響較??；鑄件的壁厚、厚度變化率、角度和孔徑等因素均會(huì)對(duì)縮松的數(shù)量與分布產(chǎn)生影響；型殼固液比為1.8∶1和2∶1的鑄件氣孔分布面積比普遍低于2.4∶1的鑄件。相關(guān)結(jié)果為鈦鋁合金復(fù)雜構(gòu)件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化和精鑄成型工藝優(yōu)化的共性技術(shù)發(fā)展提供了支撐。

TiAl；鑄造；特征結(jié)構(gòu)；固液比；收縮率；缺陷

TiAl合金在高溫下具有高的比強(qiáng)度和比模量[1-2]，相比于傳統(tǒng)鈦合金，TiAl合金在600～900 ℃時(shí)展現(xiàn)出更加優(yōu)異的高溫力學(xué)性能[3]?！?br>