砂型铸造与熔模铸造BT20钛合金组织与力学性能研究

摘要

本文分别在锆英砂型及熔模型壳内浇注BT20钛合金。采用多种工艺对两铸型内所获铸件试样进行热处理,并对其铸态及热处理后试样进行拉伸测试,在OM及SEM下进行组织观察。
　　对两铸型内所获BT20铸件不同壁厚处铸态晶粒度及α层片宽度作对比发现,铸型种类及壁厚差异对BT20钛合金组织影响很大。由于锆英砂型中铸件以更高速度冷却,其组织更为细小,铸件不同壁厚处蓄热及散热环境也不同,故同一铸件薄壁处组织也更细。
　　对BT20合金空冷组织研究发现,在α+β相区空冷时,初生α相随温度升高减少,转变组织中次生α相宽度增大,且壁厚变化对其不产生作用。而对BT20合金试样炉冷处理时,炉冷温度升高会导致α层片的持续粗化、α集束中层片数量的减少以及其集束特征的减弱,越来越多的α层片变为棒状甚至等轴状,壁厚因素导致的α层片宽度差异也随温度升高而越发不明显,在β单相区的炉冷的BT20合金各壁厚处试样的α层片宽度已几乎无差异,且α集束特征几乎消失。
　　热处理后性能表明,对两铸型下的BT20合金进行空冷时,空冷温度处在α+β两相区上段将会使性能很差,因为此时组织由少量构不成集束的初生α相及β转变组织构成,该种组织大大降低BT20合金延伸率,而β单相区空冷后既有较高强度,也保持了一定延伸率。对BT20合金进行炉冷处理时,其强度较低而延伸率高。α+β两相区的处理对其性能影响小,但β单相区炉冷会稍微降低其强度,并使延伸率迅速下降。而β单相区保温后的水冷,将使BT20钛合金的抗拉强度较炉冷试样高出30％以上,但其延伸率有限。

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第1章 绪 论

1.1课题研究背景与意义

1.2近α高温钛合金组织及性能研究

1.3近α钛合金研究现状

1.4不同铸型在钛合金铸造中的应用

1.5本文研究主要内容

第2章 实验材料与实验方法

2.1 基本研究路线

2.2实验材料与成分

2.3 实验具体方案

2.4 合金成分

2.5 热处理工艺

2.6 BT20合金试样分析方法

第3章 凝固条件对BT20合金铸态组织及性能影响

3.1引言

3.2锆英砂型铸造BT20铸件铸态晶粒度与组织分析

3.3熔模铸造BT20铸件铸态晶粒度与组织分析

3.4壁厚对锆英砂型铸造与熔模铸造BT20合金铸态性能影响

3.5本章小结

第4章 热处理对BT20合金组织性能的影响

4.1引言

4.2热处理温度的确定

4.3热处理温度对BT20铸件组织的影响

4.4冷却方式对BT20铸件组织的影响

4.5热处理对BT20合金性能的影响

4.6 本章小结

结 论

参考文献

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