CuNi14Al3合金收缩环的工艺性缺陷研究

CuNi14Al3合金收缩环通过真空熔铸,锻造,去应力退火等工艺制备而成。在生产工艺过程中常遇到以下问题:铸锭表面质量差,开坯前去除废料较多;锻造开裂;成品件无损探伤到孔洞、裂纹等缺陷。本研究采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱仪(EDS)以及维氏硬度仪等对CuNi14Al3合金收缩环每一步加工工艺后的显微组织和性能进行对比分析,观察到整个制备过程中主要存在四类工艺性缺陷,分别是显微孔洞、成分偏析、混晶组织以及裂纹。研究结果显示,这一系列工艺性缺陷的产生归因于合金的凝固特性,包括凝固时间、凝固顺序以及凝固收缩等,使得原始铸态合金枝晶组织粗大,一次枝晶干最长可达10 mm以上,且枝晶偏析、显微疏松严重,通过后续热加工,这些缺陷未能得到完全消除,甚至进一步形成混晶组织、裂纹等。研究表明,要抑制甚至消除以上缺陷的产生,需要从缺陷根源凝固入手,优化加工工艺,严格控制铸件品质。