ZTC4钛合金大型复杂铸件组织及性能均匀性

目的以工程应用的大型复杂结构ZTC4钛合金铸件为研究对象,研究铸件复杂结构特征对组织、化学成分、力学性能分布均匀性的影响规律。方法用金相显微镜和扫描电镜对组织形貌进行观察。结果 Ti,Al元素在铸件各位置的分布比较均匀,V元素不均匀性较高。随铸件壁厚尺寸的增大,β晶粒尺寸和α片层间距成近线性增加的趋势,且β晶粒尺寸增幅较α片层间距大。结论铸件壁厚尺寸增加,宏观硬度和显微硬度呈近线性下降的趋势。     

ZTC4钛合金铸件组织晶粒度测定及评估方法研究

目的 针对大型复杂精密钛合金铸件等飞机关键结构件组织和性能的评估,提出了一种ZTC4钛合金铸件组织晶粒度的评估及分析方法。方法 通过对各类钛合金典型铸件的结构复杂性、凝固过程等关键因素进行分析,对铸件组织随机取样、试样制备与试样显示、试样检验、图像自动拼接、晶界描绘、图像处理测量和数据统计分析的组织定量表征方法。结果 确定铸件在取样过程中需要关注的重要因素,如壁面厚度变化、筋板的交接状态、铸型的种类以及浇冒口位置等,建立了反映铸件上性能的取样原则,建立了基于像素统计的组织定量表征方法,涵盖了晶粒最大尺寸、最小尺寸、平均尺寸和晶粒不规则度等指标。结论 该方法可以真实、准确、定量地反映钛合金铸件的显微组织特征,为钛合金铸件的综合评估提供基础数据支撑。     

ZTC4钛合金电子束焊接接头的组织及力学性能

通过室温拉伸试验、显微硬度测试和金相检验对ZTC4铸造钛合金电子束焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:焊缝区到母材的显微硬度逐渐降低,显微组织由细针状α+β基体过渡到板条状α+β基体;选择适当的焊接参数,可获得性能良好的ZTC4电子束焊接接头,其抗拉强度与母材相当,但不同试样性能数据较为分散,需对接头进行后续处理或提高原材料冶金质量以保证焊接接头性能的稳定性。     

热等静压工艺参数对ZTC4钛合金力学性能的影响

为了使ZTC4钛合金铸件具有较优的力学性能,系统地研究了热等静压温度、时间、压力等工艺参数对ZTC4钛合金铸板力学性能的影响.结果表明:热等静压工艺参数变化对ZTC4钛合金室温拉伸性能、弯曲性能都有影响,其中对ZTC4钛合金伸长率的影响最为明显,但对冲击性能影响不显著.综合考虑各因素,在920℃/125MPa/2h热等...     

不同工艺下ZTC4钛合金铸件微观组织研究

目的 研究不同浇注工艺下ZTC4大型薄壁复杂结构铸件各部位组织的差异。方法 对大型复杂钛合金铸件结构进行分析,确定选取3种不同浇注工艺参数下典型铸件的厚大区、中厚区、薄壁区和厚薄转接区为研究对象,通过铸造钛合金β晶粒及α片层间距定量分析方法,对ZTC4钛合金铸件微观组织进行定量化检测,分析了铸造钛合金不同位置试样的β晶粒尺寸及α片层间距。结果 铸件各部分的β晶粒尺寸、α片层间距与铸件壁厚相关,随着试样厚度的增加,其β晶粒尺寸、α片层间距呈线性增大的趋势;对比不同工艺下1#,2#,3#铸件在相同位置处试样的β晶粒尺寸,发现2#铸件试样的β晶粒尺寸均存在明显的晶粒粗大现象。结论 通过铸造工艺可以调节改善钛合金铸件微观组织。     

大型钛合金泵体的特种砂型铸造工艺研究

目的 以大型钛合金泵体为研究对象,研究特种砂型铸造工艺。方法 采用铝制模具,以铝矾土混合物为填料进行造型,氧化钇料浆为面层涂料,经高温烧结后制备成大型钛合金泵体铸造用特种砂型铸型,在真空自耗凝壳炉中进行熔炼浇注,并对铸件外观、冶金质量、成分性能及尺寸进行检验测试。结果 用该铸造工艺研制的大型钛合金泵体铸件成型完整,铸件表面光洁度可达到6.3 μm;铸件的化学成分和力学性能可以满足ASTM B367中C3的指标要求;经热等静压后铸件内部质量达到了ASME 1320中7级;荧光检测结果满足ASME B16.34中的标准,铸件尺寸精度可到达CT9级的要求。结论 铸件检测结果表明,该特种砂型铸造工艺可以实现大型钛合金铸件的制造。     

高频机械振动对ZTC4凝固组织和性能的影响

研究了高频机械振动对ZTC4铸造钛合金的组织和性能的影响。试验结果表明,通过机械振动处理,钛铸件的晶粒度和力学性能没有明显的细化和提高,但可以使铸件的缩孔大幅减少。     

热等静压工艺参量对ZTC4钛合金组织的影响规律

通过定量金相方法系统研究了热等静压温度、时间、压力等工艺参量对ZTC4钛合金显微组织的影响规律.结果表明:相对于ZTC4钛合金原始铸态组织,经过热等静压处理后试样的β晶粒尺寸和α片层厚度均明显长大.随着热等静压温度的升高和保温时间的延长,β晶粒尺寸和α片层厚度分别增长了40～70μm和0.6～1μm,并且增长趋势呈近线...     

对铸件的力学性能提供合格保障的质保技术

论述一种对铸件的力学性能提供合格保障的质保技术,其实现方法包括:通过快速化学分析方法测定铁液、钢液、铝液或铜液的成分。并根据情况调整炉前的配料和熔化程序;通过快速金相分析,将铸件的金相组织数据指令发给浇铸程序,以免不合格的铁液等浇铸成铸件。该质保技术同时保证化学成分和金相组织数据合格,从而保证铸件的力学性能和最终质量。实践结果显示,检测单件力学性能合格率达98%以上。     

柴油机气缸体裂纹形成原因分析

采用化学分析、金相检验和力学性能测试等方法对柴油机气缸体裂纹原因进行分析。结果表明,抗拉强度、化学成分和显微组织未达到标准要求以及气缸体的裂纹源部位应力集中是气缸体产生裂纹的主要原因。     

后处理对ZTC4铸造钛合金材料组织及性能的影响

本文对ZTC4铸造钛合金材料在铸造状态和不同后处理状态下的性能和微观组织进行了试验研究。试验结果表明,该合金在铸造状态下,存在一定的铸造残余拉应力,但经热处理或热等静压后,硬度降低,塑性提高,力学性能数据分散度有所降低。     

钛合金铸件基体火焰烧伤对荧光渗透检测的影响

目的 为钛合金铸件生产过程后续相应工艺改进提供技术支持。方法 分析浇冒口附近反复出现裂纹的原因,对ZTC4和ZTA15两种合金产品进行生产跟踪、工艺试验安排以及切片金相微观组织分析。结果 火焰切割浇冒口后铸件表面出现荧光微裂纹,且目视可见,后期热等静压(HIP)工序铸件表面裂纹依然存在,而且并没有衍生新的裂纹。焊接处理,表面裂纹扩大化,并且呈环形分布。得出铸件基体裂纹产生原因：火焰切割浇冒口使铸件基体烧伤产生裂纹,烧伤部位表面产生富氧α层,导致零件焊接性能差,产生表面开裂。结论 后期通过对产生烧伤裂纹铸件,保证将富氧α层完全去除方式,提高焊接质量,使铸件表面质量满足要求。     

双重热处理对ZTC4铸造钛合金材料组织及性能的影响

研究了ZTC4铸造钛合金材料在铸造状态和双重热处理状态下的性能和微观组织。试验结果表明,该合金经双重热处理后,强度、硬度降低,塑性提高,力学性能数据分散度有所降低。     

石墨铸型材料对钛合金内环铸件冶金质量的影响研究

目的研究不同石墨铸型材料对钛合金内环铸件冶金质量的影响。方法试验选取颗粒直径分别2,0.8,0.04 mm的3种典型石墨材料,制备内环石墨铸型,采用离心浇注,然后对3种不同石墨材质研制的ZTC4钛合金铸件进行表面目视检验、荧光和X光检测。结果 2,0.8,0.04 mm这3种颗粒直径的石墨铸型材质研制的铸件表面外观和荧光质量依次提高,其中荧光缺陷平均数量依次为21.4,13.9,2.2个/件;铸件内部缺陷数量均小于1.5个/件,夹杂均小于0.7个/件。结论不同颗粒度直径的石墨铸型对铸件的外观和荧光质量会产生显著的影响,而对铸件内部冶金质量影响较小。     

钛合金铸件精密成形理论与技术研究进展

由于航空、航天用零部件对材料比强度有很高的要求,因此钛合金作为一种高比强合金在航空、航天领域的应用越来越多,而且这类零部件常采用薄壁复杂结构。若采用水冷坩埚方式熔炼钛合金,会导致钛合金熔体流动性差,因此,离心铸造方法已成为钛合金薄壁复杂铸件精密成形的主要方法。介绍了离心场下钛合金铸件精密铸造成形理论及技术的发展过程,在此基础上总结了离心场下钛合金熔体的充型、凝固行为及铸件缺陷形成规律,提出了立式离心铸造技术改进方案,并对未来离心场下成型理论与技术的发展提出了展望。     

Ti321钛合金轴箱铸件石墨型铸造工艺研究

目的 研究钛合金高铁轴箱铸件采用石墨铸型工艺时,铸件尺寸、成形及内部质量控制技术。方法 通过对高铁轴箱铸件的结构特点进行分析,针对铸件结构复杂、尺寸比较大、铸件成形比较困难、容易变形的特点,开展了铸型结构设计、铸件尺寸控制技术和铸件成形工艺等方面研究。采用多活块组合的石墨铸型,设计底注开放式浇注系统,利用Procast软件对高铁轴箱铸件的浇注方案进行了模拟分析。选用Ti321合金,设定合理的浇注参数,利用真空自耗电极凝壳炉对铸件进行浇注。结果 铸件成形良好,经过热等静压和后精整后的铸件,铸件内外部冶金质量和性能指标,满足客户标准要求,验证了方案的合理性。结论 铸件的计算机模拟对铸件工艺的设计提供了技术支撑,高铁轴箱铸件采用的石墨型浇注工艺比较合理。     

Selectively fibre-reinforced components produced by the modified investment casting process

A process based on the investment casting process (lost wax process) for the production of selectively fibre-reinforced castings has been developed at the Giesserei-Institut in Aachen. Besides the production of simple-shaped test specimens, the production of complex-shaped components has been demonstrated. The adaptation of a core technique allows cavities to be made in the final casting.In addition to the process development itself, the development of a suitable matrix alloy was one of the main targets in the past. Neither commercial alloys nor pure aluminium can be used for selectively reinforced castings owing to insufficient mechanical properties of the fibre-reinforced, or of the unreinforced, section of the casting. Only some alloy compositions of the system Al–Zn–Mg show satisfactory mechanical behaviour in the MMC and in the unreinforced sections.