鈦合金熔模 鑄造件是依靠現(xiàn)代材料學、化學、真空冶金學、加工技術(shù)、高分辨率和高準確度的無損檢測技術(shù)以及計算機輔助設計及制造技術(shù)等實現(xiàn)的高技術(shù)產(chǎn)品，已較為廣泛地應用于航空、航天、船舶、化工、體育等多該。
實際生產(chǎn)中，鈦合金鑄件表面容易產(chǎn)生微裂紋，這種裂紋肉眼難以發(fā)現(xiàn)，需要通過熒光等滲透檢驗的方法發(fā)現(xiàn)。這種缺陷的 過程中存在 量較大而且容易反復出現(xiàn)的問題，這將延長鑄件的交付周期、增加制造成本，甚至由于 失敗造成鑄件報廢。目前對于這種裂紋如何形成、為什么容易反復產(chǎn)生的原因 還較少，文中將通過對表面微裂紋形貌觀察、表面組織觀察、化學元素含量檢測、顯微硬度測試等手段對鈦合金熔模 鑄件的表層組織進行表征，并模擬鑄造應力下，表層組織對鑄件產(chǎn)生裂紋的影響。結(jié)合鈦合金熔模 鑄造工藝特點，提出減少表面微裂紋產(chǎn)生的建議措施。
在鈦合金熔模 鑄件制造過程中，表面會形成沾污層，目前對于表面沾污層的形成、測量、表征方面，眾多科技人員做了較多 。
鑄件表面微裂紋形貌的觀察結(jié)果表明其開裂類型為冷裂，該類裂紋是在鑄件冷卻過程中形成的。該類裂紋的 一般不超過α層的厚度。文中鑄件表層化學成分檢測結(jié)果和劉愛輝等人 結(jié)果表明，α層的形成主要是由于鈦合金中Ti的化學性質(zhì)活潑，在澆注過程中易與鑄型面層材料發(fā)生反應，鑄型面層材料多為金屬氧 化物，反應過程中面層材料的O擴散到鈦合金中，形成了表面α層。α層在彎曲情況下，比內(nèi)部 易于開裂，是鑄件裂紋產(chǎn)生的薄弱位置。實際生產(chǎn)中，鈦合金在與氧 化物面層鑄型形成帶有α層的鑄件。液態(tài)合金在凝固過程接觸型殼，進行熱量交換，溫度下降，先凝固，形成鑄件表面，鑄件內(nèi)部后凝固。
結(jié)論
1)鈦合金熔模 鑄件的表層為片層組織粗大、硬度較高的富氧α層。在相同拉應力作用下或翹曲等應變的情況下，α層較鑄件內(nèi)部組織 易于裂紋的萌生和擴展。α層的存在增加了鑄件裂紋產(chǎn)生的傾向性。
2)建議實際生產(chǎn)中采取如下措施減少鈦合金鑄件表面微裂紋的產(chǎn)生：圓盤式腳手架配件在設計鑄件時，適當增大過渡圓角，減少壁厚差，在設計澆注系統(tǒng)時，采用同時凝固設計方案，這有利于減少鑄造應力，進而減少表面微裂紋；對鈦合金鑄件采取打磨、酸洗等方法，去除表面α層，可以減少后工序中由補焊、熱處理、熱等靜壓等熱工藝過程引起微裂紋的產(chǎn)生。
對鈦鋁基合金鑄件發(fā)生裂紋的外貌進行觀察后發(fā)現(xiàn)，裂紋的表面呈暗灰色，說明裂紋是在高溫下形成的，為典型的熱裂紋。關于熱裂紋形成的溫度范圍和形成機理，至今仍有待深入 。主要存在以下兩種說法。
(1)熱裂是在凝固溫度范圍內(nèi)近于固相線溫度時形成的，或者說是在 結(jié)晶溫度區(qū)間形成的，此時金屬液處于固一液態(tài)；
(2)熱裂是在凝固以后稍低于固相線溫度下形成的。
由于TiAI基合金具有高熔點、低密度、模量、低擴散系數(shù)、良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及優(yōu)良的抗氧 化性和性，成為航空航天尤其是未來超聲速飛行器的一種備選材料。其應用目的是要在 的應力和溫度范圍內(nèi)替換較重的鎳基或鈦基合金，用TiAI基合金取代鎳基高溫合金作為飛機發(fā)動機的葉片是其應用目的之一。從已投產(chǎn)和正在研制的新一代商用飛機發(fā)動機來看，、新材料和新工藝是飛機發(fā)動機性能大幅提高的關鍵和亮點，TiAI基合金以其優(yōu)良的特性成為飛機發(fā)動機葉片的理想材料。但是TiAI基合金的缺點是室溫塑性和韌性低及可加工性差，加工制造比較困難。熔模 鑄造的方法是一種近凈成形的加工方法，并且成本較低，可以解決TiAI基合金加工困難的問題。由于TiAI基合金的液固相區(qū)窄(50~100℃），合金導熱快、密度低，澆注時靜壓頭小，因此填充和補縮能力差。TiAI基合金凝固收縮率大，熱應力較大，鑄件易產(chǎn)生裂紋，鑄件的一次成型率較低。本章應用熔模 鑄造的方法，采用合適的工藝成功澆注出了TiAI基合金的葉片。
