钛合金熔模精密铸造界面反应及显微组织研究

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1、硕士学位论文钛合金熔模精密铸造界面反应及显微组织研究STUDYOFINTERFACEREACTIONANDMICROSTRUCTUREOFINVESTMENTCASTINGFORTITANIUMALLOY张雪晶哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TG249.5学校代码：10213国际图书分类号：621.74密级：公开工程硕士学位论文钛合金熔模精密铸造界面反应及显微组织研究硕士研究生：张雪晶导师：王宏伟副教授申请学位：工程硕士学科：材料工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈

2、尔滨工业大学ClassifiedIndex:TG249.5U.D.C:621.74DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYOFINTERFACEREACTIONANDMICROSTRUCTUREOFINVESTMENTCASTINGFORTITANIUMALLOYCandidate：ZhangXuejingSupervisor：AssociateProf.WangHongweiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineer

3、ingSpeciality：MaterialsEngineeringAffiliation：SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要本文采用熔模精密铸造方式浇注Ti55合金，利用OM、SEM、XRD、XPS等方法分析，研究了不同耐火材料和粘结剂对钛合金界面反应的影响。研究结果表明，两种Y

4、2O3耐火材料对铸件界面反应程度影响不大，其中采用国外生产Y2O3面层的铸件界面反应层厚度为10μm，采用国内生产Y2O3面层的铸件界面反应层厚度为12μm，随着铸件厚度增加变化不大；对10mm厚铸件界面组织影响距离在250μm~300μm，随着铸件厚度的增加界面组织影响距离增加。对于ZrO2面层材料，铸件界面反应层厚度在30μm~50μm，采用国外生产ZrO2面层时，铸件界面反应层比采用国内生产ZrO2面层厚4μm，随着铸件厚度变大反应层厚度增加；对铸件界面组织影响距离为400μm~500μm，随着铸件厚度增厚

5、影响距离增大。通过对比不同粘结剂界面处线扫描结果可知，两种粘结剂对界面反应程度影响不大，对于Y2O3面层材料，采用2号醋酸锆的铸件界面反应层比采用1号醋酸锆界面反应层小1μm，对于ZrO2面层材料，采用2号醋酸锆的铸件界面反应层比采用1号醋酸锆界面反应层小5μm左右。对铸件表面进行XRD分析可知，采用Y2O3面层时，铸件界面处主要相组成为Ti9O17、Y2O3和TiO2等，两种Y2O3面层铸件表面相含量表明反应程度差别不大，采用国内生产Y2O3面层时，铸件界面表面Y2O3含量比采用国外生产Y2O3面层的Y2O3含

6、量稍高。采用ZrO2面层时，铸件界面处主要相组成为ZrO2、Ti2O和TiO2等，相组成表明采用国内生产ZrO2面层时，铸件界面表面ZrO2含量比采用国外生产ZrO2面层的ZrO2含量高。通过对铸件表面进一步的XPS分析可知，Y2O3面层铸件表面Y元素主要以Y2O3形式存在，Zr元素主要以ZrO2形式存在；ZrO2面层铸件表面的Zr元素主要以ZrO2形式存在，Ca元素主要以CaO形式存在，结果与XRD结果基本一致。关键词：Y2O3面层；ZrO2面层；界面反应；铸件壁厚；粘结剂I哈尔滨工业大学工程硕士学位论文Abs

7、tractInvestmentcastingwasadoptedforTi55alloyinthispaper,theeffectofdifferentrefractorymaterialsandbinderstotheInterfacereactionwerestudiedbyusingtheanalysismethodsofOM,SEM,XRDandXPS.Theresearchresultsshowedthatthethicknessofinterfacereactionlayerdidnothaveaob

8、viouslydifferentwiththetwokindsofY2O3refractory,itwas10micronswhentheforeignproductionofY2O3wasadopted,anditwas12micronswiththedomesticproduction,ithasalittlechangewiththeincreaseofthethi