DZ-4合金發(fā)動機(jī)低壓渦輪葉片定向凝固實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文對DZ-4合金發(fā)動機(jī)低壓渦輪葉片定向凝固進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。主要從型殼制備，定向凝固工藝優(yōu)化，消除葉片裂紋和應(yīng)力，熱處理工藝優(yōu)化這幾個方面進(jìn)行了研究，以獲得合格的晶粒組織和優(yōu)良的力學(xué)性能。
　　大量的實(shí)驗(yàn)研究表明，型殼配方選定為：基體粉料用電熔莫來石，加入15％的敘永土作為礦化劑，提高型殼莫萊石相轉(zhuǎn)變量，硅溶膠作為粘結(jié)劑。撒砂材料從面層到加固層依次為：100＃、80#、60#、20#電熔白剛玉砂。該型殼具有優(yōu)良的系統(tǒng)抗變形能力，消

2、除了低壓渦輪葉片的延伸和尺寸超差。
　　原ISP2/Ⅲ-DS型定向凝固設(shè)備的單區(qū)加熱改造成雙區(qū)加熱，下?lián)醢鍦囟扔稍瓉淼?400～1480℃提高到1520℃左右。保證了界面前沿有高的溫度梯度，使得晶粒生長成為合格的柱狀晶組織。確定了優(yōu)化的葉片定向凝固工藝：采用頂注式澆注系統(tǒng)，葉冠朝上，葉盆朝里且側(cè)對中心的組模方式；型殼預(yù)熱溫度為1520℃，保溫15min；鑄件的澆注溫度為1520℃，拉晶速度為6.5mm/min。利用優(yōu)化的定向凝固工

3、藝，晶粒度合格率達(dá)95%～98%左右。
　　研究表明，通過調(diào)整機(jī)加工參數(shù)和采用870℃/2h消除應(yīng)力熱處理可消除榫齒裂紋。最后將加工工藝流程確定為：鑄件校正→固溶處理（1220℃×2h）→鑄件終檢→榫齒斜面磨削+三次加工完成（0.92mm，0.50mm，0.15mm）→時效熱處理（870℃/2h）→磨光榫齒→時效熱處理（870℃/32h）→成品終檢→裝機(jī)。
　　對葉片的熱處理工藝研究發(fā)現(xiàn)，葉片采用1220℃的真空熱處理時，γ