鈦合金熔模 鑄造件是依靠現(xiàn)代材料學(xué)、化學(xué)、真空冶金學(xué)、加工技術(shù)、高分辨率和高準(zhǔn)確度的無損檢測(cè)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及制造技術(shù)等實(shí)現(xiàn)的高技術(shù)產(chǎn)品，已較為廣泛地應(yīng)用于航空、航天、船舶、化工、體育等多該。
實(shí)際生產(chǎn)中，鈦合金鑄件表面容易產(chǎn)生微裂紋，這種裂紋肉眼難以發(fā)現(xiàn)，需要通過熒光等滲透檢驗(yàn)的方法發(fā)現(xiàn)。這種缺陷的 過程中存在 量較大而且容易反復(fù)出現(xiàn)的問題，這將延長(zhǎng)鑄件的交付周期、增加制造成本，甚至由于 失敗造成鑄件報(bào)廢。目前對(duì)于這種裂紋如何形成、為什么容易反復(fù)產(chǎn)生的原因 還較少，文中將通過對(duì)表面微裂紋形貌觀察、表面組織觀察、化學(xué)元素含量檢測(cè)、顯微硬度測(cè)試等手段對(duì)鈦合金熔模 鑄件的表層組織進(jìn)行表征，并模擬鑄造應(yīng)力下，表層組織對(duì)鑄件產(chǎn)生裂紋的影響。結(jié)合鈦合金熔模 鑄造工藝特點(diǎn)，提出減少表面微裂紋產(chǎn)生的建議措施。
在鈦合金熔模 鑄件制造過程中，表面會(huì)形成沾污層，目前對(duì)于表面沾污層的形成、測(cè)量、表征方面，眾多科技人員做了較多 。
鑄件表面微裂紋形貌的觀察結(jié)果表明其開裂類型為冷裂，該類裂紋是在鑄件冷卻過程中形成的。該類裂紋的 一般不超過α層的厚度。文中鑄件表層化學(xué)成分檢測(cè)結(jié)果和劉愛輝等人 結(jié)果表明，α層的形成主要是由于鈦合金中Ti的化學(xué)性質(zhì)活潑，在澆注過程中易與鑄型面層材料發(fā)生反應(yīng)，鑄型面層材料多為金屬氧 化物，反應(yīng)過程中面層材料的O擴(kuò)散到鈦合金中，形成了表面α層。α層在彎曲情況下，比內(nèi)部 易于開裂，是鑄件裂紋產(chǎn)生的薄弱位置。實(shí)際生產(chǎn)中，鈦合金在與氧 化物面層鑄型形成帶有α層的鑄件。液態(tài)合金在凝固過程接觸型殼，進(jìn)行熱量交換，溫度下降，先凝固，形成鑄件表面，鑄件內(nèi)部后凝固。
結(jié)論
1)鈦合金熔模 鑄件的表層為片層組織粗大、硬度較高的富氧α層。在相同拉應(yīng)力作用下或翹曲等應(yīng)變的情況下，α層較鑄件內(nèi)部組織 易于裂紋的萌生和擴(kuò)展。α層的存在增加了鑄件裂紋產(chǎn)生的傾向性。
2)建議實(shí)際生產(chǎn)中采取如下措施減少鈦合金鑄件表面微裂紋的產(chǎn)生：圓盤式腳手架配件在設(shè)計(jì)鑄件時(shí)，適當(dāng)增大過渡圓角，減少壁厚差，在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，采用同時(shí)凝固設(shè)計(jì)方案，這有利于減少鑄造應(yīng)力，進(jìn)而減少表面微裂紋；對(duì)鈦合金鑄件采取打磨、酸洗等方法，去除表面α層，可以減少后工序中由補(bǔ)焊、熱處理、熱等靜壓等熱工藝過程引起微裂紋的產(chǎn)生。
對(duì)鈦鋁基合金鑄件發(fā)生裂紋的外貌進(jìn)行觀察后發(fā)現(xiàn)，裂紋的表面呈暗灰色，說明裂紋是在高溫下形成的，為典型的熱裂紋。關(guān)于熱裂紋形成的溫度范圍和形成機(jī)理，至今仍有待深入 。主要存在以下兩種說法。
(1)熱裂是在凝固溫度范圍內(nèi)近于固相線溫度時(shí)形成的，或者說是在 結(jié)晶溫度區(qū)間形成的，此時(shí)金屬液處于固一液態(tài)；
(2)熱裂是在凝固以后稍低于固相線溫度下形成的。
由于TiAI基合金具有高熔點(diǎn)、低密度、模量、低擴(kuò)散系數(shù)、良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及優(yōu)良的抗氧 化性和性，成為航空航天尤其是未來超聲速飛行器的一種備選材料。其應(yīng)用目的是要在 的應(yīng)力和溫度范圍內(nèi)替換較重的鎳基或鈦基合金，用TiAI基合金取代鎳基高溫合金作為飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片是其應(yīng)用目的之一。從已投產(chǎn)和正在研制的新一代商用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)來看，、新材料和新工藝是飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)性能大幅提高的關(guān)鍵和亮點(diǎn)，TiAI基合金以其優(yōu)良的特性成為飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的理想材料。但是TiAI基合金的缺點(diǎn)是室溫塑性和韌性低及可加工性差，加工制造比較困難。熔模 鑄造的方法是一種近凈成形的加工方法，并且成本較低，可以解決TiAI基合金加工困難的問題。由于TiAI基合金的液固相區(qū)窄(50~100℃），合金導(dǎo)熱快、密度低，澆注時(shí)靜壓頭小，因此填充和補(bǔ)縮能力差。TiAI基合金凝固收縮率大，熱應(yīng)力較大，鑄件易產(chǎn)生裂紋，鑄件的一次成型率較低。本章應(yīng)用熔模 鑄造的方法，采用合適的工藝成功澆注出了TiAI基合金的葉片。
