铸造工艺是一种常见的加工技术，时时利用锻压机使必要被铸造的资料由于受到压力而变形从而使原始的金属零件转化成为必要的尺寸和状态，铸造重要蕴含两种类型，即铸造和冲压。

铸造产生的金属锻件拥有优良的机能，重要由于铸造增长了金属原资料的密度，预防其结构疏松造成的不不变，除此之表，其保障了金属锻件产生的机能，因而被宽泛用于目前的零件加工产业。这些铸造零件能够利用于某些工作环境刻薄的设备中，能够有效抗负载，拥有极高的不变性，因而锻件的利用远景辽阔。

钛合金是一种新型的合金[1]，其重要是增长了钛金属的强度，同时降低了钛金属的密度，从而保障钛金属拥有优良的耐侵蚀机能，因而有很大的利用价值。为了更好地利用这些资料，铸造工艺对锻件机能影响的钻研极度必要。铸造是利用金属的塑性[2]，在工具的冲击或压力下，获得拥有特定状态和结构机能的塑性成形工艺。铸造出产的优势在于，不仅能够获得机械零件的指定状态，并且能够改善资料的内部结构，提高机械零件的机械机能。钛合金锻件宽泛用于造作中温发起机电扇和压缩机叶盘。

利用钛合金锻件能够有效地将叶盘的结构类型转化，由传统的多衔接叶盘转化成叶片圆盘衔接型叶盘[3]，这样能够导致整个叶盘的结构不那么繁琐，组成叶盘的资料需要也降低了，因而叶盘此时能进行保形配置，叶盘必要更好地低委顿和抗蠕变配置。因而，本文钻研了铸造工艺对钛合金锻件组织和机能的影响。

1、试验规划

1.1 整体叶盘状态与尺寸

钻研迪胙合金选用TC17 合金，该钛合金的是 (Mo+Cr) 含量为8%，比TC4 和Ti-6242 拥有更高的中温强度，因而此刻被宽泛地使用在其中。发起机电扇和压缩机集成叶盘造作能够使用钛合金锻件来有效地转化叶盘的结构类型，使其结构由繁到简，不仅削减了叶盘再造作出产时必要的工序，也降低造作叶盘的资料亏损。由于叶盘在使用过程中必须保障时刻拥有弹性，因而必必要预防其由于委顿产生的不成弯曲的问题。钻研批注，叶盘的委顿问题重要由叶盘的铸造方式来改善，在铸造时能够增长其纹理状态太保障机能。叶盘组织受热导致其机能转变的临界点温度即为叶盘铸造时必要把稳的变形温度，凭据叶盘加热变形温度得出固定的组织，该组织称之为三相组织，以上阶段的铸造称为近β 铸造。与该过程分歧，叶盘组织使用极高的温度加热后，导致其机能齐全受到危险，甚至产生层状结构的过程称为β铸造。钻研批注，本尝试钻研迪胙合金TC17，使用这两种铸造步骤铸造出的网篮三相结构更能满足飞机发起机的技术要求。

首先，应明确检测整体叶盘锻件的盘形和尺寸，如图1 所示。

如图1 所示，整个叶盘锻件由试环和鼓筒装置边部位组成。

1.2 原资料

本试验选用310mm×80mm 的TC17 合金，该合金的化学成分能为：5.12Al、4.14Cr、4.06Mo、2.17Sn、1.98Zr、0.01C、0.005N、0.0021H，β 相转变温度Tβ 为893℃。试验用料是经过相变点下屡次镦拔变形的均匀双态组织。

1.3 工艺设计

为了对比TC17 合金近β 锻和β 锻后组织机能，设计了如下铸造工艺路线。

第一种，坯料加热（Tβ+25） ℃，等温镦粗，变形速度v=1mm/s，等变形量55%，锻后空冷，热处置选取800℃ ×4h，WQ+630℃ ×8h，AC。

第二种，坯料加热（Tβ-20） ℃，等温镦粗，变形速度v=1mm/s，变形量40%，锻后水冷，热处置选取850 ℃ ×3h，AC+800℃ ×4h，WQ+630℃ ×8h，AC。

这两种工艺规划重要的区别在于其相变点的加热方式，以一种选用了相变点上加热，第二种则选用相变点下加热，两者锻后也不一样，第一种锻后选择空冷，第二种则是水冷，热处置为均匀化+ 固溶+ 时效。

1.4 试验过程

在试验过程中，首先必要将原资料进行改锻，改锻的环境节造在3t 领域内，由于改锻的过程可能会产生其他类型的反映，因而必要预先设置改锻的尺寸，本文选取的锻锤为通例锻锤，必要将改锻尺寸设定为250mm×120mm，尺寸输入后必要进行改锻的加热处置，本试验拔取电炉进行加热处置，设置电炉的探波数值，进行预热处置后即可起头进行改锻。

1.5 试验取样图

凭据试验过程，拔取试样的部位进行试验取样，试验取样图如图2 所示。

由图2 可知，试样取样分成若干步骤，分歧的铸造工艺试验取样的地位也分歧，图中的1、2 地位为热不变取样，5、6、7、8均为高温拉伸取样，4 代表委顿取样。

2、试验了局与会商

2.1 分歧铸造工艺对显微组织的影响

如图3 所示，为近β 锻工艺锻件的显微组织。其初生α 含量约20%，条状α 沿原始β 晶界散布，原始β 晶粒尺寸较幼，晶界根基破碎，为等轴α+ 条状α+β 状的三态组织。

图4 为β 锻显微组织图，该显微组织能够反映相变点的热变形量，经过钻研证明，其在某个固定温度能够导致铸造变形，从而使显微结构产生转变。

由图4 可知，试验中迪胙合金普遍都能够经过铸造产生网篮反映，经过铸造后迪胙合金显微结构出现出网状，容易受热扭转性质，因而证明此时满足铸造前提。

2.2 分歧铸造工艺对力学机能的影响

别离使用两种分歧的铸造工艺，即近β 锻和β 锻，凭据这两种铸造工艺进行机能检测，别离检测室温拉伸，高温拉伸和热不变状态下两种铸造方式的机能差距，由于铸造工艺受到金属自身的机能影响，因而必要提前进行热处置能力进行后续试验，检测了局如表1~3 所示。

由表1~ 表3 可知，两种工艺的力学机能有较大差距，重要体此刻断裂韧性方面，近β 锻的断裂韧性相对于β 锻来说偏幼，比力容易由于受到某些刺激而产生断裂，而β 锻就比力不变，不容易产生断裂，因而β 锻比近β 锻的机能高，适合利用于叶盘的造作中，除此之表，进行抗委顿试验也是为了检测二者的机能差距，推算二者的最大委顿树脂。传统两相钛合金网篮组织高周委顿较差，但TC17 合金网篮组织的委顿极限强度可比力高，因而能够用作叶盘的出产资料。

3、结论

β 锻工艺的锻件强度、塑性及断裂韧性等综合力学机能较好，近β 锻工艺的断裂韧性较差，因而钛合金发起机叶盘应选用β 铸造工艺铸造。

4、结语

综上所述，钛合金锻件在航空航天，医疗方面有沉要利用，其拥有耐侵蚀，高强度的优势，钻研批注，近β 锻固然强度和塑性优于β 锻，但其断裂韧性较差。TC17 合金整体叶盘铸造应选用β 锻工艺，对后续钛合金的利用有肯定的参考价值。

参考文件

[1] 白东辉, 汤育玺. 铸造工艺对TC17 钛合金锻件组织机能的影响[J]. 热加工工艺,2020,49(23):84-86.

[2] 杨华, 高俊峰, 何琪功等. 径向铸造机的几种典型主机结构分析[J]. 锻压技术,2021,46(06):16-32.

[3] 阚海波, 吕兴龙, 李伟华等. 耐极寒OPGW 金具铸造与热处置工艺机能钻研[J].电力信息与通讯技术,2019,17(08):63-69.