机械网--关于细晶铸造的论文

国外近210年来集中气力发展了高温合金定向铸造和单晶铸造技术，主要是为了提高航空发动机高压涡轮叶片的高温工作能力，从而增大发动机的推力，并延长其工作寿命。与此同时，航空发动机的卑鄙工况对在中低温条件下工作的低压涡轮叶片、整体叶盘和涡轮机匣等高温合金铸件的低周疲劳寿命提出了更高要求。但是这类铸件在普通熔模精铸工艺生产条件下，1般为粗大的树枝晶或柱状晶，晶粒平均尺寸大于4mm，较典型的为4~9mm。由于晶粒粗大及组织、性能上的各向异性，很容易导致铸件在使用进程中疲劳裂纹的产生和发展，这对铸件的疲劳性能特别是低周疲劳性能极为不利，并且造成铸件力学性能数据过于分散政府违法拆迁可以不赔偿吗，降落了设计容限。随着对发动机的整体寿命和性能要求的进1步提高，改进铸件的中低温疲劳性能及其他力学性能显得10分重要强拆应该找哪里解决。这便导致了细晶铸造技术的产生和发展。工业发达国家，特别是美国和德国，早在20世纪70年代末就展开了高温合金细晶铸造技术的研究和利用，在20世纪80年代中后期该项技术发展趋于成熟，目前正在航空、航天工业领域中扩大其利用范围，如美国Howmet公司利用细晶铸造技术成功地制造了Mod5A、Mar-M247、IN713C、1N718等高温合金整体涡轮，使涡轮的低周疲劳寿命提高了2~3倍。德国、法国在新型号航空发动机上也采取了细晶整体涡轮铸件。国内对高温合金细晶铸造技术的研究从20世纪80年代末开始起步，经过“85”和“95”期间的研究和利用，我国航空制造业建立了专门的细晶铸造设备，对高温合金细晶铸造工艺进行了较系统的实验，研制了1批镍基高温合金细晶铸件，并已利用于航空发动机中，在细晶铸造研究领域内取得了重要的进展。1 细晶铸造的特点和工艺方法1.1 细晶铸造的特点细晶铸造技术或工艺（FGCP）的原理是通过控制普通熔模铸造工艺，强化合金的形核机制，在铸造进程中使合金构成大量结晶核心，并制止晶粒长大，从而获得平均晶粒尺寸小于1.6mm的均匀、细小、各向同性的等轴晶铸件，较典型的细晶铸件晶粒度为美国标准ASTM0~2级。细晶铸造在使铸件晶粒细化的同时，还使高温合金中的初生碳化物和强化相γ＇尺寸减小，形态改进。因此，细晶铸造的突出优点是大幅度地提高铸件在中低温（≤760℃）条件下的低周疲劳寿命，并显著减小铸件力学性能数据的分散度，从而提高铸造零件的设计容限。同时该技术还在1定程度上改进铸件抗拉性能和持久性能，并使铸件具有良好的热处理性能。细晶铸造技术还可改进高温合金铸件的机加工性能，减小螺孔和刀刃形锋利边沿等处产生加工裂纹的潜伏危险。因此该技术可使熔模铸件的利用范围扩大到本来使用锻件、厚板机加工零件和锻铸组合件等领域。在航空发动机零件的精铸生产中，使用细晶铸件代替某些锻件或用细晶铸造的锭料来做锻坯已很常见。1.2 细晶铸造的工艺方法细晶铸造晶核的增殖来源于合金液中已存在的或外加的固体形核基底成形核心作用，因此，细化晶粒的关键是增加合金液中的形核基底的数量。目前增加形核基底的数量的基本方法大致可分为3大类：热控法或改变铸造参数法（VCP法）、动力学法（或机械法）和化学法。这也是细晶铸造的3类基本工艺方法，如表1所示。表1 细晶铸造的工艺方法类 别热控法（Thermal Control Method)动力学法（Dynamic Method）化学法（Chemical Approach）工艺原理在静态铸型条件下，通过控制铸型温度，降落合金精炼温度和时间，使分散于熔液中作为形核基底的碳化物保存下来，并较大幅度地降落浇注过热度，增大铸件冷却速度，以到达限制晶粒长大和细化晶粒的目的在浇注和凝固进程中施加外力迫使合金液产生振动、搅动等运动，已凝固的枝晶被破碎并使之遍及于全部熔液中，从而构成更多的有效晶核，并限制了晶粒的长大。常见的方法有：（1）1般方法：旋转铸型法、机资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章