鈦合金立式離心精密鑄造縮孔縮松預(yù)測.pdf

1、鈦合金以其優(yōu)良的高比強(qiáng)度和抗高溫蠕變性能在航空航天領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。鈦合金鑄件多采用立式離心鑄造生產(chǎn)，縮孔縮松成為其產(chǎn)生廢品的主要原因，因而立式離心鑄造條件下的縮孔縮松預(yù)測成為急需解決的主要問題之一。
　　本論文完成了鈦合金立式離心鑄造過程縮松半定量化預(yù)測模型的建立。獲得了立式離心鑄造條件下縮松形成規(guī)律。
　　在溫度場計(jì)算基礎(chǔ)之上，采用廣度關(guān)聯(lián)法搜索孤立區(qū)，根據(jù)鑄件凝固的液態(tài)收縮和凝固收縮實(shí)際計(jì)算了收縮體積。針對縮松產(chǎn)生

2、的條件，結(jié)合鑄件凝固組織模擬的形核和長大數(shù)學(xué)模型，模擬了縮松中微小孔洞的形成和長大，初步建立了立式離心條件下的縮松半定量化預(yù)測數(shù)學(xué)模型。修正了臨界補(bǔ)縮固相率的概念，提出了立式離心鑄造條件下的動態(tài)臨界補(bǔ)縮固相率新概念。在分析工藝因素對立式離心鑄造條件下縮松形成規(guī)律的基礎(chǔ)上，確定了轉(zhuǎn)速，澆注溫度、鑄型溫度及半徑為主要影響因素。采用本文所建立的縮松預(yù)測模型對縮松試驗(yàn)件進(jìn)行了數(shù)值模擬。數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果表明，隨轉(zhuǎn)速提高，縮松體積減小，分布范圍減小

3、；隨鑄型溫度和澆注溫度的提高，縮松體積減小，分布范圍減少，數(shù)值模擬結(jié)果還表明，旋轉(zhuǎn)半徑越大，其縮松體積和范圍越小。
　　本論文設(shè)計(jì)了立式離心鑄造條件下的縮松形成試驗(yàn)件，并以Ti6Al4V合金在立式離心機(jī)上實(shí)際澆注了試驗(yàn)件，離心機(jī)轉(zhuǎn)速分別為0、160和280（rpm），分表考察了重力（0rpm）條件下和離心條件下縮松的形成規(guī)律，獲得了縮松的大小和分布范圍，并將模擬結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比，結(jié)果表明數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合。表明