K423A整体结构精铸件表面网纹缺陷形成机理及控制

发布时间：2017-09-14 00:03

  本文关键词：K423A整体结构精铸件表面网纹缺陷形成机理及控制

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【摘要】：采用熔模精铸技术生产镍基高温合金复杂结构整体精铸件,精密铸造过程工序繁复,工艺影响因素多,精铸件在生产过程中易产生表面网纹缺陷,合格率低,导致生产成本高。分析镍基高温合金铸件表面网纹缺陷产生的机理及影响因素,探索表面网纹缺陷消除方法及工艺,对获得高质量的镍基高温合金精铸件,有重要的理论指导和实际应用价值。针对某型号K423A整体结构精铸件中易出现表面网纹缺陷,采用荧光检测、超景深三维显微镜、扫描电镜及能谱仪观察和分析了表面网纹缺陷的形貌、组织及其成分,并通过化铣和激光重熔对表面网纹缺陷进行消除和控制。实验结果表明,精铸件温度场对表面网纹缺陷影响显著,表面网纹缺陷多分布在温度场较高区域,且表面网纹缺陷发生程度和几率大幅度增大,改善散热条件能有效控制表面网纹缺陷的形成。表面网纹缺陷的形成原因是由于型壳面层材料中的SiO2与合金液在高温条件下发生了化学反应,温度越高反应越剧烈;通过化铣和激光重熔对具有表面网纹缺陷精铸件进行消除控制,经过化铣之后的铸件表面质量明显改善,表面网纹缺陷被消除,该型K423A镍基高温合金整体结构件最合适的化铣温度为55-60℃,激光重熔工艺对铸件表面形貌的改变明显,同时铸件的表面成分在重熔后也发生一定改变,激光功率对表面网纹缺陷的影响最大,表面网纹缺陷在激光的作用下消失,与此同时铸件表面出现大量微裂纹。通过对某型K423A整体结构精铸件表面网纹缺陷的分析测试,获得了表面网纹缺陷产生机理,优化了精密铸造工艺,研究了表面网纹缺陷消除控制方法,为消除K423A整体结构精铸件表面网纹缺陷提供了理论指导和技术支持。
【关键词】：K423A 表面网纹缺陷 熔模精铸 激光重熔 化学铣切
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG249.5
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-19
• 1.1 课题研究背景及意义8-9
• 1.2 高温合金材料及其应用概述9-14
• 1.2.1 国内外高温合金应用情况介绍9-12
• 1.2.2 高温合金的化铣加工研究12-13
• 1.2.3 高温合金的激光加工研究13-14
• 1.3 熔模铸造研究现状14-18
• 1.3.1 熔模铸造概述14-16
• 1.3.2 熔模铸造国内外研究进展16-18
• 1.4 主要研究内容18-19
• 第二章 实验材料及实验方法19-29
• 2.1 实验材料与设备19-21
• 2.1.1 实验材料19
• 2.1.2 实验仪器及设备19-21
• 2.2 实验方法21-26
• 2.2.1 型壳面层涂料实验21
• 2.2.2 改善散热条件实验21-22
• 2.2.3 表面网纹化铣22-24
• 2.2.4 表面网纹激光重熔24-26
• 2.3 表面网纹分析测试方法26-29
• 2.3.1 制备试样26-27
• 2.3.2 表面网纹缺陷形貌测试27-28
• 2.3.3 表面网纹缺陷微观形貌及成分测试28-29
• 第三章 K423A整体结构精铸件表面网纹缺陷形成机理分析29-39
• 3.1 精铸件表面网纹缺陷分布29-30
• 3.2 精铸件表面网纹缺陷的形貌30-34
• 3.2.1 基于荧光无损检测的表面网纹形貌30-32
• 3.2.2 基于超景深三维检测的表面网纹形貌32-34
• 3.3 K423A整体结构精铸件表面网纹缺陷形成机理分析34-36
• 3.4 K423A整体结构精铸件工艺优化36-38
• 3.5 本章小结38-39
• 第四章 K423A整体结构精铸件表面网纹缺陷的控制39-51
• 4.1 化学铣切工艺对表面网纹缺陷消除及控制39-44
• 4.1.1 化铣工艺对精铸件表面及网纹缺陷形貌的影响39-43
• 4.1.2 化铣工艺对精铸件表面网纹缺陷成分的影响43-44
• 4.1.3 化铣工艺对精铸件表面网纹缺陷的控制效果44
• 4.2 激光重熔工艺对表面网纹缺陷的影响及控制44-49
• 4.2.1 激光重熔工艺对精铸件表面及网纹缺陷形貌的影响44-47
• 4.2.2 激光重熔工艺对精铸件表面网纹缺陷成分的影响47-48
• 4.2.3 激光重熔工艺对精铸件表面网纹缺陷的控制效果48-49
• 4.3 本章小结49-51
• 第五章 结论与展望51-53
• 5.1 结论51-52
• 5.2 展望52-53
• 参考文献53-57
• 攻读硕士期间研究成果57-58
• 致谢58-59

【共引文献】

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本文编号：846674