【摘 要】
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TiAl合金是一种新型的轻质高温结构材料,因该材料兼有金属和陶瓷的性质、优异的高温抗蠕变性能和高温抗氧化性能,在航空、航天和汽车发动机的热端构件中有着广阔的应用前景.然而,TiAl合金熔融状态下化学活性高,凝固收缩率大,流动性较差的特点,使得该合金铸造成形时容易出现表面化学粘砂,表面裂纹,浇不足等问题.本文介绍了铸型材料及其冷却能力对Ti-4822合金凝固组织和力学性能的影响规律；针对TiAl合金
【机 构】
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沈阳铸造研究所高端装备轻合金铸造技术国家重点实验室,辽宁沈阳 110022
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TiAl合金是一种新型的轻质高温结构材料,因该材料兼有金属和陶瓷的性质、优异的高温抗蠕变性能和高温抗氧化性能,在航空、航天和汽车发动机的热端构件中有着广阔的应用前景.然而,TiAl合金熔融状态下化学活性高,凝固收缩率大,流动性较差的特点,使得该合金铸造成形时容易出现表面化学粘砂,表面裂纹,浇不足等问题.本文介绍了铸型材料及其冷却能力对Ti-4822合金凝固组织和力学性能的影响规律；针对TiAl合金的脆性特征,在现有钛合金精铸型壳制备体系基础上加入多种溃散剂(碳纤维、尼龙纤维、糊精等),以提高型壳的溃散性；通过数值模拟和试验相结合的方式研制了几种TiAl典型试验件,研究了TiAl合金充型特性和缺陷形成规律.研究结果表明,在陶瓷型、金属型和石墨型三种铸型的冷却条件下,Ti-4822的宏观组织均为柱状晶组织,随着铸型冷却能力的提高,γ+α2片层组织的片层间距依次减小,分别为1.2μm、0.62μm和0.55μm；在退让性型壳制备中,5％溃散剂的添加使型壳焙烧后孔隙率由29％提高到35％～42％,型壳强度由5MPa降为2MPa；经薄壁工字型铸件的数值模拟和浇注实验证明,在应力集中位置未出现开裂现象,但欠浇问题较严重,主要是因为合金液过热度低,流动性较差,需要进一步提高离心浇注转速和型壳预热温度.
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