铸造钛合金的发展现状和展望

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铸造钦合金 的现状和展望
哈尔滨工业大学
. 一 铸造钦合金 的现状和展望
的华础,八 . 刊比了各种h 妇s 方 法内认合G ; . } _ 的应川洲 f } Rm} 出L 提出,利月 」 铸造和精密铸造
方法生产 迈成 形尺 寸铸 川 只有广{ 1 简 的 发h < 的途 关f % Y 同:认 合金 .炜 场, 铸达 1 前言
础 。我 I r ] 列 认及 认合企 的研究 始 J 一5 。年 代 后阴,经 过儿十年 的研 究发展 ,对钦 的合 金化 、 组织 、性 能 有 了深入 的认 识。 在I 4民经 济’ I . S d' 1 , 逐渐 祝到工 视 。随A 竹 约 能 4. 减少 环I t f 污染 L ' 识的增弦 .认 合金的1 w用 2 ' 将产 生 1 贡的 吃 跃 一 股 认介 金使t 松 i } . 度 小超 过 5 0 0 - c .} 如B i I k d t b l 了它在动 力装 议中高T i n 部位 的应用 。 为了 扩 人认 合2 在发 动机 上的应 川 ,. 丁以通过 合 金化 卜段 来提 高钦 合金 的使 川温度 , 最典 型 的 卞例1 ' L认侣 众属 回化 合; : 9 作为 、 ・ 温到. 1 乡 J 十 J 牛 作 进 行的研 究及应 川 。获得 结 构件 的方 法 上要 为 锻造 、铸 1 1 和a l l 城加 } _ 。 比¥ . ; I ( 1 1 } 铸造 方 法 I C J 以人K p h 度地 降低 制造 成本 。 是制 取认 合 金 卯{ 匀 P I 的 两洁 手段. 尤二 U 足枯密 t i t i i i I 术的 日 ' n i l 成熟 .史体现 出该方法 的优越 性 关 囚认 l / 1 川产t a i 幼红1 ^t 之,b ; . 叫 足 r i 锐 l 1 , i i i{艺r 1 产 的稍密 铸件 的 J 月 枯 迅速 增加 . 七 机} r ' , r l 发 动机 的1 1 1 . 架和巡 ’ 几 狱 了 川‘ 乍,J l 了门} 』 铸J i i 的组装 件代 u传 统 的锻造 和辉 接组 合件 . 美 目空 军 与枯密 铸 件公 r . ] : } 划少 . 发的 巡 ! I A L 导弹 发动d 1 L 铸造 转子F l t 装 件 ,与传 统的 锻造 或机 加 1 I艺川 比 i ] ; 讨勺 费川 I : f Y : 左右 。1 9 5 6 年 以米,枯 密认铸件 的需求 址 以 2 0 的年增 长
3 . 5 A I ( l ' i - 2 2 ) , T i - S N I o - S V - 8 C r - 3 A I I T 1 3 2 ) ' , ' i 协
此外还 d l 耐 蚀认 合众9 ! 门i - 0 . 3 N I 。 一 。 . B Ni . Ti - Ni 形状 记忆 合金 ,l i f e , T i Mn _ . T i C o等储 机 合9 i . 3 熔 炼技术
的漏认介众 Q制高泌 4 认介众的) I 的 」‘ 少 足为了 满足高M能发动机的需要,h l i I l 认合 金制1 达 发动1 1 L ( I 训卜 产 i . 机盘、川J 目别I L 1 P _ " 4 . 部件。这类部件要求合金1 t ( f 良好的高温强度 、
蠕 变强攻 和 . 台温 热稳 定性 ,疲 劳f. 能 ,. L们的 使川温皮 在 4 0 0 . 5 0 0 ' C范围 内, 如 T i - 6 . 5 A1 - 3 S n - 3 Z r - I Nb - 0 . 3 Mo - 0 . 3 S i - 0 . 2 Gd ( Ti 6 6 3 G) 、 T i - 6 . S AI - 2 . 2 S n - . ( 2 Z r - 2 Mo - 2 . 2 Nb - 0 . 2 S i - D - C e
3 , I钦合金物理一化学特性 } . r 内空’ 川, 加热时, 认会与. ' r 种气体发’ 川 - i ! " i囚态的认与氧反应形成氧化物T t i O , , T j , O T i O ,随右温没的提双,牡向金属, { , 的扩 i 1 ` 加剧,形成k I 1 1 S ( I } ' 4 济体:而液态的认能溶解纵. 随石轨 含卜 { 的提. 台 , ,认合金的 ) _ 艺望性变坏,冲, I 切性、断“ ” 收缩率和延仲率急剧 卜 降 同 时弥 度 、硬度有所提} ; " , r 拟与认也形成 + l i t ; + 固济体 当氮含址超过 0 . mi ' t .认变脆。氧
% i z ! i ; L 1 1 ' S l , ' ; I . 1 9 5 6 % 4 - i F J 1 ' 求L I l t l 1 5 0 ' I ' 1 ' J 1 7 0 吨功至5 0 。 吨。精密铸造一热竹静压技术的
以 合使川 ,使f i ' } ; 认 铸N AAF ; a l = i } t l - 1 = f ! t ' L I业。我 D I i 1认合 金铸 造技 术 方血 也进 行 了深
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“ 合 尔s } - 卜 业人学
V i均 摘要 人类的 } 业 文叫在 刊日烦域 即8 i曲临 祛的发展机 遇,达 就是 , ! h 比性 能的钦 合< r ; 术 文概 还 J l : , 活t金 ] :的 t J ;竹与 t ? ' 达 技 卡。 倔 调了认 合众在这 方 d u 的 发展状 况 。认 合金 不 仪可 以川 价结 f " 7 材k 9 . 在1 ' 1 l i 科 I 料 方山 也 了 川} 武之 地 。山 于} f l X , 状t } 时 化学 i } r } 性 舫常 A I 认合 金I T } f " ' 炼过 } Y中极易遭 受} i } L l j m 设 务及 熔 炼气 执的污 染 向使A综 合忆: 能降 低 。另外 , 钦 合众 ,尤 I U c囚际 囚内热 衷研签 百内 认 系 狱i } j ! , I i l 比合物的 机械 加 I 性 能A ; 好 。加 I . 成4 } 高而 制 约若 J E 应川 。通过 木文 的拟还 小 难 r出。深 入 酬究认 合金的 熔炼 技术 足提 高 该合金 性 能
60
1 5 I 5- 5 0
1 0 一 2 O 1 66 0 9 ( 卜】 1 0 20
1 0 - 6 00 / 87 0 1 4 0 7 5 - 2 6 0 45 0 - 7 0 0 4 00 - 6 3 0
L ' l i 裂 寿命 , H r { 一 ( 2 7 0 M P a / 7 6 0 ' C ),
入研究。但认合金铸件在我t d 还没有得到人.应川,这足I z i 为认及钦合金的熔炼技术复杂, 成本昂贵 但随 价 经济的发展,科技水3 1 = 的提 t i ; , Rt ] f 认铸造技术的发展迎来了 新机遇。 2 合金的应用
报据 认 合金 的应 用背 只可 将; 馨 分为. 山温 认 合金 、结 杆 月太合众 、功 能认合 金等 等 . 表 I Y 一 下八I 从 含众 I , "- T i 八{ 认介 6 s , Ti 4 合舍、超 合余的 性能 比较 州能 认. 一 下卜八} ’ 八一 也千众 Y - 1 i A1 Ni 基合 金
抗 拉强度 , P J P , 上 翩f 6 强 咬, MP a
一 ; : : 一 , : : :
8 00 - 1 1 4 0 7 0 0 - 90 0
1 2 5 0- 1 4 5 0 8 0 0 - 1 20 0
二 声山
 ̄心.  ̄
‘ 叫 ‘侧 小白.  ̄ 一

班 -山..., ‘.曰肠‘目 由..
1 , } 合 金 J L合 众 3 . 7 6 - 39 1 6 0 - 1 8 0
1 03 8 1 03 8 ・ 卜3 8. 3 2 07 1 0 9 0
密度, g / c m ,
弹 性子 州以 , GP a ; " ! I ! 变1 限 品, r .‘ C 于 洲七极八 之 补 人 次. - C 空e a ' v 1 T } . % 高; l 塑性 %j . ’ , ℃ 9 0 0C- , I ! 性} s : a % , G P a
钦山于只r 1 比强1 夏 高、I ` ' I l i i t 蚀公 一 系列优良特性,在现代 } _ 业及科学技术领域内日益
成 为引 人 V , T , I 1 的新材料 。认 I l! d 一 石到 结构们 沂 要以 h 环 竹:矿石 一 ( 冶幼 )一海绵 认一 ( 成
形t 艺)一结构件。认元裁价 _ 地壳‘ { , 的储} 1 日 训沁 企属元岌的第四位,仅次于铁、招、铜, 而川随石冶炼技术的堤, a,性产汀 J 纵认的成木小断降低, 这为 认合金的广泛应用奠定了撰
以致接 近 或超 过 合金 i R a 以E 的 0川应 力 .故 t l l ( 制川 片的 长度 和 T ( r ? 受 到R I 制 。饮 合金 只有
高的比劝 ) 度。可以在这方血人显身手。工 见 n结构认合金牌号御多。如 T C 4 , T C 6 , T i - I O V -
2 f e - 3 A1 ( ' 1 ' i - 1 0 2 3 ) , T i - 4 . 5 A I - S Mo - 1 . 5 C r 1 ' 1 ' i - 4 - ' 1 ) , T i - 1 5 V - 3 Cr - 3 AI ( Ti - 1 5 - 3 ) , T i - I 0 Mo - 8 V - I P e -
4 , i t 4
4- 1 5 - 4. 7 ) I 0 - 1 4 5 7 3 0 7 05 之4
9 6 - I 1 0
5 4 0 5 9 0
1 0 9 0 3- 1 0 2 0 - 8 0/ 8 7 0 1 4 0- 1 5 0
( T i 7 7 1 5 C ) . T 卜 5 . 5 A I - 4 . 2 S n - 2 . 2 2 r - 1 . 2 Mo - 0 . 3 S i - N b ( T i 5 5) 。a . 日 认台金的使1 3 J 度很难超过 6 0 0 ' C . { I W I 此高W J i ' b ' n I Q F 只( f 认P ; i 系} J } i ; f n 1 4 ; ; 物.如 T i , A I ) , L ;; i t V T i A I J I合a ^ . 才r j 胜 任。Y - T i A l 从合金不仪 日 钻 盖 比 州能尚,而以 杭袄化能力比伶通认合金、a , - T i , A l 撰合金高,
如表 1 所 示,足理 想的 : 1 - z z r 1 结 构材料 结构 认 合金: 一般 I i 强次 比较 高而使 ) 晰枷 川氏于 4 0 0 - C的认合金 。随朴 人容 斌汽轮 机组
的7 i W ,末级叶片的L < 1 Q } 1 小断擂加,I I I q i l 重也相应增加.使川抡的离心力人¥ 1 4 度提高,
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