精密鑄造中的細(xì)晶鑄造研究
瀏覽數(shù)量: 37 作者: 本站編輯 發(fā)布時間: 2022-05-18 來源: 本站
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航空發(fā)動機(jī)工作環(huán)境非常惡劣,在高溫、高寒等極端工作條件下,對渦輪葉片、葉盤及渦輪機(jī)匣等高等溫合金鑄件的壽命提出嚴(yán)格的要求,如果采用傳統(tǒng)的熔模精密鑄造技術(shù),會導(dǎo)致生產(chǎn)的鑄件出現(xiàn)柱狀晶或是樹枝晶,晶粒的平均尺寸超過4毫米,晶粒粗大,并且組織存在差異性,各部位性能會有所不同,如果通過此類技術(shù)生產(chǎn)高溫合金,可能會導(dǎo)致鑄件在使用期間出現(xiàn)疲勞裂紋的問題,縮短使用壽命,而等軸晶精密鑄造技術(shù)的應(yīng)用就可以改變現(xiàn)狀,尤其是細(xì)晶鑄造技術(shù),可以有效進(jìn)行傳統(tǒng)熔模鑄造技術(shù)流程的控制,使得合金形核的機(jī)制有所強(qiáng)化,能夠形成數(shù)量較高的結(jié)晶核心,起到晶粒長大的抑制性作用,獲取到平均晶粒尺寸在1.6mm之內(nèi)并且均勻度較高的等軸晶鑄件產(chǎn)品,符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。
20世紀(jì)70年代的中期階段,就USA已經(jīng)開始使用高溫合金細(xì)晶鑄造技術(shù),通過熱失控的形式生產(chǎn)航空發(fā)動機(jī)合金渦輪產(chǎn)品,能夠?qū)⒉牧蠞沧⑦^熱度維持在27℃之內(nèi),平均晶粒度控制在直徑0.51mm左右,和傳統(tǒng)的熔模鑄造技術(shù)相較,細(xì)晶鑄造的鑄件壽命延長75%以上。
受20世紀(jì)80年代德國研究多種金屬化合物類在合金細(xì)化方面的影響,我國西北工業(yè)大學(xué)也開始研究金屬化合物類細(xì)化劑,形成合金細(xì)化的作用,并發(fā)現(xiàn)使用金屬化合物細(xì)化劑除了能夠確保組織細(xì)化,還能增強(qiáng)碳化物的細(xì)化效果,提升等軸晶的數(shù)量,降低樹枝晶的數(shù)量與尺寸,增強(qiáng)不同溫度條件下合金的屈服與抗拉強(qiáng)度。此類方式的應(yīng)用屬于化學(xué)法晶粒細(xì)化技術(shù),其便于操作的特性使其廣泛地應(yīng)用于表面細(xì)化鑄件的生產(chǎn)工藝中。但是,由于化學(xué)法晶粒細(xì)化技術(shù)受熔煉澆注過程中溫度的影響較大,溫度較低則反應(yīng)形核的數(shù)量較少,溫度過高則形核重熔于熔體中,導(dǎo)致最終細(xì)化效果較差。高溫合金的熔鑄工藝具備一定的復(fù)雜性特點(diǎn),高溫合金的熔點(diǎn)在普遍在1300℃以上,澆注之前需要進(jìn)行過熱處理,在高溫的狀態(tài)下很多添加劑都會出現(xiàn)分解的現(xiàn)象,或者是直接和熔體之間相互熔合,無法保留形成形核基底,這就導(dǎo)致生產(chǎn)期間添加劑材料的使用受到一定限制,所以在未來的生產(chǎn)過程中需要結(jié)合高溫合金的情況科學(xué)使用化學(xué)添加劑。