航空铸造钛合金及其成型技术发展

简述了铸造钛合金及TiAl合金的特点及在国内外航空领域的应用。根据我国钛合金领域专利申请情况分析了铸造钛合金技术在近30年的变化,特别是在航空领域的变化。随着航空制造技术的发展和高性能飞机的需求,钛合金铸件正向大型、整体和复杂化变化,TiAl合金铸件的发展将大大提高航空钛合金的使用温度。而航空领域的钛合金铸造技术将不再是单一的熔模精密铸造,将融合铸造模拟仿真技术和增材制造技术的优势,采取复合式发展的道路,以提高其整体精铸水平和生产效率。

钛合金离心铸造数值模拟技术及应用

铸造CAE在复杂钛合金铸件的离心铸造凝固过程模拟,预测了钛合金铸件铸造过程的可能缺陷。简要介绍了复杂钛合金离心铸造过程数值模拟技术,包括钛合金的充型凝固模拟、凝固过程温度场数值模拟及预测缩松缩孔等,并给出了华铸CAE软件对典型的复杂钛合金支板铸件进行模拟和模拟结果分析的应用案例。应用表明,该软件能够准确地预测钛合金铸件可能产生的气孔、缩松缩孔等缺陷等。

ZTC4钛合金铸件剖切控制方法

目的通过比较民航飞机及发动机主要客户对航空用ZTC4钛合金铸件的首件工业化认证和批产周期性剖切的技术要求,提出对首件检测项目、周期剖切频率的建议。方法总结了ZTC4钛合金化学成分、力学性能、显微金相剖切取样检测方法,并分析了部分铸件剖切测试结果及技术指标合理性。结果化学成分附铸与铸件剖切测试结果接近,铸件不同取样位置成分均匀一致。力学性能从铸件本体剖切测试更具有代表性,剖切取样的位置及加工试样规格都对力学性能结果有较大影响。结论应根据航空发动机钛合金铸件的应用及结构特点,制定明确的首件验证及周期剖切方法。化学成分、室温拉伸、沾污层、晶粒度、显微疏松等金相检查即能满足大部分铸件的剖切控制要求。

我国航空领域钛合金专利现状及对策研究

研究我国近30年在钛合金、钛铝合金方面专利申请的变化情况。分析航空领域主要企业、研究机构和高校等在钛合金、钛铝合金及其精密铸造用型芯和型壳方向的专利分布。结合国外相关技术的专利布局方向和国内技术发展情况,提出加强我国航空用钛合金专利工作和技术创新的对策,展望航空领域钛合金专利布局。

国内外Ti-6Al-4V钛合金铸造技术标准的对比

通过收集和整理国内外Ti-6Al-4V钛合金铸造技术标准要求,对比分析了标准中参数的区别及其借鉴意义。结果表明,母合金材料来源可借鉴国外标准使用回收料降低成本,化学成分的区别主要集中在Al、H、Si和Y等元素上,国内对力学性能要求相对美国常用标准,抗拉强度高约30MPa、屈服强度髙48～75MPa;国内ASTM E192标准板厚适用的铸件壁厚范围需要与国际标准统一,并推广ASTM E1320钛合金铸件射线检验参考照片作为钛合金内部缺陷的检验标准。

某弧形结构钛合金铸件蜡模尺寸控制

研究了一种弧形结构钛合金铸件蜡模的变形规律,分析了蜡模冷却方法、工装校形时间、车间存放时间对蜡模尺寸变形的影响。结果表明,弧形结构件蜡模冷却过程中弧面会发生翘起变形,水冷比空冷的蜡模变形严重。制作蜡模专用工装可控制蜡模变形,工装校形时间不同,蜡模尺寸控制结果不同,校形3h后蜡模尺寸稳定。蜡模完成校形后,自由放置继续变形,放置1天蜡模变形最大为0.26mm,放置1天后变形幅度趋小,放置3天后尺寸保持稳定。