高温钛合金熔模精密铸造技术的特点-金相分析

  目前，有关600℃长期使用以及600℃以上短时使用的高温钛合金熔模
精密铸造技术方面的研究还处于起步阶段。与普通钛合金相比，高温钛合
金熔模精密铸造技术有其自身的难点，主要包括合金化元素较多且含量高
带来的熔铸过程中成分及凝固组织控制较难、熔体与陶瓷型壳面层材料的
界面相互作用更加复杂、正常浇铸温度下流动性能差、铸造性能参数缺乏
等。
  针对600~ 700℃高温钛合金熔模精密铸造技术的特点，本章将重点介
绍高温钛合金熔体与氧化物陶瓷型壳界面相互作用机理、高温钛合金熔体
在离心力场条件下的充型与凝固规律、高温钛合金成分控制与组织性能以
及典型高温钛合金铸件的研制等几方面内容。为保证成分均匀，除特殊说
明
  用于铸造重熔的高温钛合金原料均是采用感应凝壳熔炼(ISM)技术制备
的。
  高温钛合金熔体与氧化物陶瓷型壳界面相互作用机理
  高温下的钛合金熔体非?；钇?，几乎与所有的耐火材料发生反应，因
此无论是在熔炼还是浇注过程中，合金熔体与耐火材料之间的界面相互作
用均是普遍存在的现象。这种作用会导致一些铸造缺陷的产生，如铸件表
面污染、，气孔以及夹杂等缺陷，降低了铸件的质量及性能?；竦酶呶骂?br>合金熔体与氧化物陶瓷型壳界面相互作用规律，揭示熔体与型壳面层间的
相互作用机制，对研制或生产高质量的复杂薄壁高温钛合金铸件有着重要
意义。

  熔体与型壳面层间的相互作用规律
  面层耐火材料直接与熔融钛合金接触，其自身性质对界面相互作用的
程度影响较大。目前，氧化物类耐火材料在钛合金熔模精密铸造型壳制备
中应用广泛。氧化物的标准吉布斯自由能可以用于比较氧化物的相对稳定
性，生成氧化物反应的吉布斯自由能的负值越大，则生成的氧化物就越稳
定，而钛被氧化生成Ti0。生成氧化物的标准吉布斯自由能的高低与氧化物
耐火材料与钛合金熔体间的界面相互作用强弱不一定完全对应，研究界面
相互作用时必须考虑氧化物耐火材料溶解的影响。

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