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热等静压对新利18登陆 铸件疏松缺陷及性能影响
来源:新利18登陆 |添加时间:2015-01-21 09:04

  热等静压对新利18登陆 铸件疏松缺陷及性能影响,新利18登陆 具有抗氧化、耐腐蚀、高强度和优异的综合力学性能,广泛用于航天、采矿、刚看等领域。然而,在实际生产过程中,虽然采用了先进的熔体热处理技术和底注式浇注系统,新利18登陆 薄壁铸件中仍然存在不同程度的微观疏松缺陷,这不但增加了废品率,而且严重影响了新利18登陆 的力学性能和降低了新利18登陆 铸件使用的可靠性。有研究表面新利18登陆 铸件的抗拉强度强烈地依赖于微观疏松面积百分比;此外,由于微观疏松附近存在严重的应力集中,含有微观疏松新利18登陆 铸件的疲劳寿命是完好铸件疲劳寿命的二分之一。目前,在新利18登陆 精密铸造领域,利用热等静压技术解决微观疏松问题已经得到非常广泛的应用。在高温高压的共同作用下,通过局部塑性变形,闭合和扩散行为,热等静压不但可以消除新利18登陆 薄壁铸件内部的微观疏松,而且可以有效提高新利18登陆 中低温综合力学性能,提高新利18登陆 铸件在服役条件下的可靠性。18luckportal 主要研究热等静压技术对新利18登陆 薄壁铸件疏松缺陷的消除和铸件力学性能的改善情况。
 

新利18登陆
铸件
 

  一、实验材料与方法
 

  实验材料选用新利18登陆 。采用传统的熔模精密铸造工艺压制蜡模、组装蜡模、沾浆淋砂、脱蜡焙烧等工艺制备陶瓷型壳。新利18登陆 经真空熔炼、保温精炼后浇注到预热的陶瓷模壳中,经冷却清壳、切除浇冒系统和喷砂后,新利18登陆 铸件厚度为1.75mm,经过切割,一部分新利18登陆 铸件先在热等静压设备上进行热等静压处理后,再进行标准热处理;另一部分仅进行标准热处理,并在两种状态新利18登陆 铸件中取样进行金相观察和力学性能测试。采用光学金相显微镜观察并定量统计微观疏松缺陷最严重区域面积百分比。根据国家标准加工常高温板状拉伸试样,在电子万能试验机上进行常温和高温650℃拉伸测试;根据金属材料持久实验方法规定的标准加工高温持久新利18登陆 试样,在620MPa和650℃实验条件下,采用电子高温持久蠕变试验机进行持久性能测试。
 

  二、实验结果与讨论
 

  1.热等静压对新利18登陆 微观疏松的闭合作用
 

  新利18登陆 凝固过程中由于体积收缩,最后凝固部位得不到充分补缩,往往在厚大部位形成集中缩孔,而在薄壁部位形成分散性微观疏松。集中缩孔可以通过优化浇冒系统设计消除,但微观疏松通常难以完全避免。热等静压技术是解决此类问题最有效的方式,在高温高压作用下经过应力蠕变变形消除微观疏松孔隙,再经过微观疏松结合面的扩散结合过程,使新利18登陆 铸件内部致密化。经热等静压处理前后新利18登陆 薄壁铸件内部微观疏松金相形貌,热等静压处理前新利18登陆 铸件内部存在大量分散性微观疏松,面积百分比高达5.1%;热等静压处理后,除少量与外界联通疏松存在外,内部微观疏松完全消失,微观疏松面积百分比降为0.4%。可见热等静压技术消除新利18登陆 薄壁铸件微观疏松作用显著。
 

  2.热等静压对新利18登陆 拉伸性能的影响
 

  新利18登陆 板状试样在室温和高温650℃条件下的拉伸性能。对比可知,经过热等静压+标热处理后,新利18登陆 高温抗拉强度、屈服强度、伸长率和断面收缩率比标准热处理均有不同程度的改善,尤其是常温屈服强度提高了12.2%;高温屈服强度提高了18.9%;此外,新利18登陆 室温的伸长率和断面收缩率提高效果显著高于高温试验结果。新利18登陆 的力学性能与内部微观组织密切相关;未经过热等静压处理的新利18登陆 试样,内部微观疏松减少了有效截面积,增大了应力,而且易造成局部应力集中,进而导致高应力下局部滑移,在微观疏松缺陷位置形成裂纹源,导致新利18登陆 试样过早时效。此外,有研究表明,新利18登陆 拉伸性能的提高与热等静压处理后袒护无弥散分布及热等静压加强析出相的强化作用密切相关。
 

  18luckportal 研究了热等静压处理新利18登陆 微观疏松,室温、高温拉伸性能和持久性能的影响规律。结果表明:热等静压处理可有效消除新利18登陆 薄壁铸件凝固过程形成的内部微观疏松;进一步经过热处理后,新利18登陆 室温和高温650℃拉伸性能均明显提高,尤其是屈服强度提高10%以上。
 

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