大型復(fù)雜高溫合金鑄件在航空航天等領(lǐng)域有著廣泛和重要的應(yīng)用。由于結(jié)構(gòu)減重和高可靠性的需求,以機匣為代表的高溫合金鑄件向尺寸大型化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化和薄壁輕量化發(fā)展,導(dǎo)致鑄件在充型和凝固過程中容易出現(xiàn)欠鑄、縮松和晶粒粗大等問題,鑄件的合格率與力學(xué)性能均不能很好地滿足要求。因此,在良好充型的前提下實現(xiàn)凝固過程和組織的控制,成為大型復(fù)雜薄壁鑄件精密鑄造的重大技術(shù)難題。本文以K4169高溫合金為研究對象,采用微量元素調(diào)控和鑄造工藝優(yōu)化相結(jié)合的方法,重點考察了微量元素和熔體特性對合金凝固過程、組織和性能的影響,探索建立了熱控凝固、化學(xué)細(xì)化和熔體超溫處理相結(jié)合的精密鑄造新方法,實現(xiàn)了鑄件良好充型和晶粒組織的綜合調(diào)控。論文主要研究結(jié)果如下:（1）設(shè)計了一種用于高溫合金流動性測試的螺旋型表征模型,制定了流線長度定量分析方法。該流動性模型具有尺寸小、測試范圍寬、重復(fù)性好和可反映合金充型最小厚度的優(yōu)點。（2）微量元素硼和鋯可有效提高K4169合金的流動性,進而改善鑄造性能。當(dāng)合金中硼含量為48-70 ppm時,熔體流線長度比原始合金提高了0.18-0.51倍;當(dāng)鋯含量為350-490 ppm時,流線長度比原始合金... 

【文章來源】：西北工業(yè)大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

大型復(fù)雜薄壁鑄件的結(jié)構(gòu)特點[23]

[25]。大型復(fù)雜薄壁鑄件充型和凝固過程中出現(xiàn)的缺陷如圖1-2所示。鑄件尺寸大型化使熔體的流動長度明顯增加，溫度場分布不均勻，熱節(jié)呈現(xiàn)數(shù)量大且分布廣，導(dǎo)致鑄件出現(xiàn)欠澆、冷隔、熱裂和縮松等缺陷。鑄件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化使壁厚突變和熱節(jié)分散，導(dǎo)致鑄件容易出現(xiàn)熱裂和晶粒尺寸不均勻，各部位力學(xué)性能差異較大，從而影響鑄件安全服役性能。另外，鑄件的大型化和復(fù)雜化使鑄件凝固和冷卻過程中的收縮受到很大限制。鑄件的大面積薄壁化增加了高溫合金熔體在薄壁結(jié)構(gòu)處的充填阻力，同時鑄件變截面部位的凝固順序難以調(diào)整，特別是鑄件的厚大部位凝固釋放的熱量導(dǎo)致薄壁處出現(xiàn)晶粒重熔而形成貫穿晶，并在薄壁處形成疏松和有害脆性相等凝固缺陷[7]。圖 1-2 高溫合金大型復(fù)雜鑄件的鑄造缺陷：(a) 欠鑄

圖 1-3 TCS 工藝示意圖[31]-3 The schematic diagram of TCS pro織示意圖[32]：(a) 凝固組織形貌，ematic illustration of solidification mohologies, (b) the relationship between控凝固工藝使最小壁厚為 1.2 m

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3322311