高溫鈦合金熔模精密鑄造技術(shù)的特點-金相分析

  目前，有關(guān)600℃長期使用以及600℃以上短時使用的高溫鈦合金熔模
精密鑄造技術(shù)方面的研究還處于起步階段。與普通鈦合金相比，高溫鈦合
金熔模精密鑄造技術(shù)有其自身的難點，主要包括合金化元素較多且含量高
帶來的熔鑄過程中成分及凝固組織控制較難、熔體與陶瓷型殼面層材料的
界面相互作用更加復(fù)雜、正常澆鑄溫度下流動性能差、鑄造性能參數(shù)缺乏
等。
  針對600~ 700℃高溫鈦合金熔模精密鑄造技術(shù)的特點，本章將重點介
紹高溫鈦合金熔體與氧化物陶瓷型殼界面相互作用機理、高溫鈦合金熔體
在離心力場條件下的充型與凝固規(guī)律、高溫鈦合金成分控制與組織性能以
及典型高溫鈦合金鑄件的研制等幾方面內(nèi)容。為保證成分均勻，除特殊說
明
  用于鑄造重熔的高溫鈦合金原料均是采用感應(yīng)凝殼熔煉(ISM)技術(shù)制備
的。
  高溫鈦合金熔體與氧化物陶瓷型殼界面相互作用機理
  高溫下的鈦合金熔體非?；顫?，幾乎與所有的耐火材料發(fā)生反應(yīng)，因
此無論是在熔煉還是澆注過程中，合金熔體與耐火材料之間的界面相互作
用均是普遍存在的現(xiàn)象。這種作用會導(dǎo)致一些鑄造缺陷的產(chǎn)生，如鑄件表
面污染、，氣孔以及夾雜等缺陷，降低了鑄件的質(zhì)量及性能。獲得高溫鈦
合金熔體與氧化物陶瓷型殼界面相互作用規(guī)律，揭示熔體與型殼面層間的
相互作用機制，對研制或生產(chǎn)高質(zhì)量的復(fù)雜薄壁高溫鈦合金鑄件有著重要
意義。

  熔體與型殼面層間的相互作用規(guī)律
  面層耐火材料直接與熔融鈦合金接觸，其自身性質(zhì)對界面相互作用的
程度影響較大。目前，氧化物類耐火材料在鈦合金熔模精密鑄造型殼制備
中應(yīng)用廣泛。氧化物的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能可以用于比較氧化物的相對穩(wěn)定
性，生成氧化物反應(yīng)的吉布斯自由能的負值越大，則生成的氧化物就越穩(wěn)
定，而鈦被氧化生成Ti0。生成氧化物的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能的高低與氧化物
耐火材料與鈦合金熔體間的界面相互作用強弱不一定完全對應(yīng)，研究界面
相互作用時必須考慮氧化物耐火材料溶解的影響。

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