钛合金熔模精密铸造界面反应及显微组织研究

发布时间：2017-08-25 13:01

  本文关键词：钛合金熔模精密铸造界面反应及显微组织研究

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【摘要】：本文采用熔模精密铸造方式浇注Ti55合金,利用OM、SEM、XRD、XPS等方法分析,研究了不同耐火材料和粘结剂对钛合金界面反应的影响。研究结果表明,两种Y2O3耐火材料对铸件界面反应程度影响不大,其中采用国外生产Y2O3面层的铸件界面反应层厚度为10μm,采用国内生产Y2O3面层的铸件界面反应层厚度为12μm,随着铸件厚度增加变化不大;对10mm厚铸件界面组织影响距离在250μm~300μm,随着铸件厚度的增加界面组织影响距离增加。对于Zr O2面层材料,铸件界面反应层厚度在30μm~50μm,采用国外生产Zr O2面层时,铸件界面反应层比采用国内生产Zr O2面层厚4μm,随着铸件厚度变大反应层厚度增加;对铸件界面组织影响距离为400μm~500μm,随着铸件厚度增厚影响距离增大。通过对比不同粘结剂界面处线扫描结果可知,两种粘结剂对界面反应程度影响不大,对于Y2O3面层材料,采用2号醋酸锆的铸件界面反应层比采用1号醋酸锆界面反应层小1μm,对于Zr O2面层材料,采用2号醋酸锆的铸件界面反应层比采用1号醋酸锆界面反应层小5μm左右。对铸件表面进行XRD分析可知,采用Y2O3面层时,铸件界面处主要相组成为Ti9O17、Y2O3和Ti O2等,两种Y2O3面层铸件表面相含量表明反应程度差别不大,采用国内生产Y2O3面层时,铸件界面表面Y2O3含量比采用国外生产Y2O3面层的Y2O3含量稍高。采用Zr O2面层时,铸件界面处主要相组成为Zr O2、Ti2O和Ti O2等,相组成表明采用国内生产Zr O2面层时,铸件界面表面Zr O2含量比采用国外生产Zr O2面层的Zr O2含量高。通过对铸件表面进一步的XPS分析可知,Y2O3面层铸件表面Y元素主要以Y2O3形式存在,Zr元素主要以Zr O2形式存在;Zr O2面层铸件表面的Zr元素主要以Zr O2形式存在,Ca元素主要以Ca O形式存在,结果与XRD结果基本一致。
【关键词】：Y2O3面层 ZrO2面层 界面反应 铸件壁厚 粘结剂
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG249.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-21
• 1.1 课题研究的背景和意义9
• 1.2 高温钛合金的发展9-11
• 1.3 钛合金熔模铸造11-14
• 1.3.1 钛合金熔模铸造优点11-12
• 1.3.2 钛合金熔模铸造工艺流程12-13
• 1.3.3 钛合金熔模铸造应用现状13-14
• 1.4 钛合金与型壳界面反应研究现状14-19
• 1.4.1 钛合金与型壳界面反应物理模型14-15
• 1.4.2 钛合金与面层型壳界面反应的机理15-16
• 1.4.3 界面反应热力学研究16
• 1.4.4 界面反应动力学研究16-17
• 1.4.5 影响铸件界面反应的因素17-19
• 1.5 主要研究内容19-21
• 第2章 实验材料及研究方法21-31
• 2.1 钛合金精密铸造型壳的制备21-27
• 2.1.1 面层涂料耐火材料的选择21-23
• 2.1.2 面层涂料粘结剂的选择23
• 2.1.3 面层撒砂材料的选择23-24
• 2.1.4 背层耐火材料及粘结剂24
• 2.1.5 型壳的制备24-27
• 2.2 钛合金铸件的制备27-30
• 2.2.1 铸件结构27-29
• 2.2.2 铸件合金材料29
• 2.2.3 合金的熔炼及浇注29-30
• 2.3 实验测试及分析30-31
• 2.3.1 显微组织30
• 2.3.2 界面反应层分析30
• 2.3.3 XRD分析30
• 2.3.4 XPS分析30-31
• 第3章 面层耐火材料对铸件界面反应及显微组织影响31-47
• 3.1 铸件界面组织形貌31-35
• 3.1.1 铸件表面显微组织31-32
• 3.1.2 不同耐火材料对铸件界面处组织影响32-35
• 3.2 铸件界面反应层厚度及元素分布35-40
• 3.2.1 铸件界面反应层厚度35-37
• 3.2.2 铸件界面反应层元素分布37-40
• 3.3 氧化物型壳热力学稳定性计算40-42
• 3.4 铸件界面相组成及成分分析42-46
• 3.4.1 X射线衍射分析42-43
• 3.4.2 X射线光电子能谱分析43-46
• 3.5 本章小结46-47
• 第4章 粘结剂与铸件壁厚对界面反应及显微组织影响47-66
• 4.1 铸件界面组织形貌47-52
• 4.1.1 铸件界面组织47-48
• 4.1.2 不同粘结剂对铸件界面组织影响48-50
• 4.1.3 铸件壁厚对铸件界面处组织影响50-52
• 4.2 铸件界面反应层厚度及元素分布52-61
• 4.2.1 粘结剂对铸件界面反应层厚度影响52-55
• 4.2.2 粘结剂对铸件界面处元素分布影响55-56
• 4.2.3 铸件壁厚对铸件界面反应层厚度影响56-59
• 4.2.4 铸件壁厚对铸件界面处元素分布影响59-61
• 4.3 铸件壁厚对界面反应影响分析61-62
• 4.4 铸件界面反应相组成62-65
• 4.5 本章小结65-66
• 结论66-68
• 参考文献68-72
• 致谢72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 丁宏升,傅恒志,贾均,郭景杰,李金山;钛合金熔体活度计算及合金与铸型的界面反应[J];材料科学与工艺;2001年02期

2 高永辉;庞威;李重河;鲁雄刚;丁伟中;钟庆东;;CaZrO_3耐火材料的制备及其与钛合金熔体的界面反应[J];硅酸盐学报;2009年12期

3 李毅;;大型复杂薄壁Ti-6Al-4V合金熔模精密铸造工艺研究[J];钛工业进展;2012年03期

4 王狂飞;王有超;米国发;;界面反应对TiAl合金铸件表层组织影响的研究[J];热加工工艺;2013年17期

5 陈玉勇;肖树龙;徐丽娟;韩杰才;;不同型壳材料条件下钛合金显微组织及界面反应[J];中国科技论文在线;2010年04期

6 郑亚虹;王自东;;复杂薄壁精密铝合金铸件铸造技术进展[J];铸造;2010年08期

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本文编号：736879