叶片定向凝固工艺

氧化铝壳型是国内目前唯一用于生产无余量定向凝固叶片和单晶叶片的熔模铸造工艺，具有型壳高温强度大、抗热震性好、工艺简单、定向凝固叶片尺寸精确及表面粗糙度低等优点。     

DD6单晶高温合金与陶瓷型壳的界面反应

采用光学显微镜、扫描电子显微镜及能谱等分析手段研究了DD6单晶合金与陶瓷型壳的界面反应。结果表明:DD6高温合金与陶瓷型壳的界面反应产物主要是Al2O3和Hf O2,同时伴随着少量Ta元素的析出;界面反应层的厚度为5~6μm,反应产物在合金/型壳界面的富集,能够抑制氧化反应的进一步进行;高温下DD6合金与陶瓷型壳润湿角为145~150°,降低型壳内表面的气孔率能够减少毛细作用的产生,从而有效抑制界面反应的产生。     

编者的话

我们非常高兴能在苏联航空材料研究院单晶叶片技术代表团访华之际,将这本增刊特集奉献在读者的面前。 1991年5月28日至6月11日,中国北京航空材料研究所单晶叶片技术代表团访问了苏联航空材料研究院,开展了科研成果交流和技术合作,本刊主编也参加了这次活动。访问期间,中国专家作了铸造高温合金发展,精铸模料、型芯和壳型工艺,定向和单晶叶片技术等专题报告,并参观考察了苏联单晶叶片铸造设备和工艺,铸造基地,陶瓷材     

宇航熔模铸造技术的发展

本文评述了近年来国内外宇航熔模铸造技术的发展概况,内容包括:熔模铸件市场情况,铸造涡轮叶片发展过程、定向凝固及单晶技术、整铸涡轮转子、大型结构铸件、钛合金精铸件、陶瓷壳型及型芯工艺以及熔模铸造新技术。     

单晶叶片取向相关的统一屈服强度分析方法及应用

考虑非施密特效应提出了等效临界分解剪切应力来统一单晶(SC)合金不同取向的屈服强度。利用5种单晶合金的试验数据,建立了统一的等效屈服准则(EYC),对两种单晶合金非常规取向宏观屈服强度的预测精度在可接受范围内。将晶体学弹性本构模型与EYC编制为ABAQUS/UMAT用户子程序,计算了DD6单晶叶片在873种取向条件下的静强度储备系数。结果表明:取向相关的屈服强度分析方法简单有效,较适于工程应用;所开发的单晶叶片计算工具可快速评估单晶叶片静强度;不同晶体取向条件下该型单晶叶片叶身在最大状态下的静强度储备系数在1.8~2.8之间;此型叶片静强度在一定程度上受到晶体取向随机性的影响,但不同取向下其储备系数都满足准则要求。     

硅溶胶壳型工艺的研究

对用于制造定向凝固空心无余量叶片的高温壳型，即８１１Ａ氧化铝壳型，在生产中出现的问题进行了分析，提出了涂料配制、壳型干燥等方面的改进措施。     

提高铝合金陶瓷型壳熔模精铸件质量的技术途径和方法

根据近年来铝合金陶瓷型壳熔模精密铸造技术的最新进展,就熔模、水溶性石膏型芯和陶瓷型芯,陶瓷型壳、铝合金熔炼,合金液充填和凝固等几个主要环节,论述了提高铝合金陶瓷型壳熔模精铸件质量的技术途径和方法。     

温度参数对铸型搅动整体细晶铸造涡轮晶粒特性的影响

研究了铸造温度参数(型壳温度T型壳、浇注过热度△T)在铸型搅动整体涡轮细晶铸造工艺中对涡轮各部位晶粒特性的影响。结果表明:型壳温度、浇注过热度对整体细晶铸造涡轮轮毂中心部位晶粒特性没有明显影响,该部位的晶粒度主要由铸型搅动机械参数决定;型壳温度、浇注过热度的复合作用对整体细晶铸造涡轮叶片部位晶粒的尺寸与形态有关键影响。     

Ni基单晶叶片粘塑性分析

从位错滑移机理出发，建立了一种适用于Ｎｉ基高温单晶结构分析用的晶体滑移粘塑性本构模型。该模型将八面体、十二面体及六面体滑移系作为潜在的开动滑移系，考虑阻应力和背应力两种内应力状态参量。利用某Ｎｉ基单晶叶片材料在７００℃和９５０℃的试验结果对模型进行了考核并标定了模型参数。进而将所建模型编入有限元结构分析软件中，对某型发动机单晶叶片进行了计算分析。     

烧结温度对氧化铝基陶瓷型壳显微组织及力学行为的影响

采用选择性激光烧结(selective laser sintering,SLS)快速制备高温合金叶片用氧化铝基陶瓷型壳初坯,并结合高温烧结(high-temperature sintering)进一步提高陶瓷型壳的力学性能。研究不同烧结温度(1450～1600℃)对氧化铝基陶瓷型壳的抗弯强度的影响,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析型壳的物相组成、断口微观形貌。结果表明:采用选择性激光烧结+高温烧结技术可快速高效地制备力学性能满足要求的陶瓷型壳,随着烧结温度从1450℃升高到1600℃,型壳的室温平均抗弯强度增大,并在1600℃时达到38.03 MPa;型壳的主要强化相为柱状莫来石相,且随烧结温度升高,型壳中莫来石相含量增加,石英相含量降低,方石英相含量先增加后有所降低;裂纹扩展形式从缓慢扩展转变为迅速扩展并引发瞬断,断口由撕裂状演变为平齐小断面,断裂方式由主要沿晶断裂向穿晶断裂转变,裂纹倾向于向晶内莫来石扩展。     

Si-Zr-B涂层结构稳定性及对DD3单晶高温合金深过冷的非催化形核惰性

以 Si O2 玻璃粉、分析纯 Zr O2 粉为粉料,分析纯 C2 H5OH,Zr OCl2 · 8H2 O,去离子 H2 O与分析纯Si(OC2 H5) 4按 4∶ 0.1 1∶ 3∶ 1的摩尔比配制的前驱液经 3 5℃,1 80 min水解 -聚合反应后形成的 Si O2 -Zr O2溶胶为粘结剂,H3 BO3 为软化剂,用熔模制壳技术在壳型内壁制备了 Si-Zr-B基底涂层。利用溶胶 -凝胶原理,以 Si O2 -Zr O2 溶胶中加入 H3 BO3 形成的 Si O2 -Zr O2 -B2 O3 溶胶为原料,经浸涂 -分级热处理和 80 0℃玻璃化热处理后,在基底涂层表面制备了适宜厚度的同成分玻璃薄膜涂层。将涂层在 1 5 0 0℃保温 3 0 min后,XRD结果表明,涂层的析晶量仅为 1 %～ 3 %,具有很高的高温结构稳定性。过冷实验表明,DD3单晶高温合金可在该 Si-Zr-B涂层壳型内获得最大 1 4 0 K过冷度,完全可以实现深过冷快速凝固,证明 Si-Zr-B涂层具有良好的非催化形核惰性。     

基于筏化的镍基单晶合金高温蠕变模型

采用应力法以及界面能法对不同取向的镍基单晶合金在950℃下的筏化类型进行了预测.上述两种方法的筏化预测结果一致,[001]取向为N型筏化,[011]取向为P型筏化,[111]取向不筏化.进一步,根据筏化预测结果以及晶体滑移理论,结合Kachanov-Robotnov（K-R）损伤演化公式,建立了一个镍基单晶合金蠕变模型,采用该模型并结合商用有限元软件Abaqus的用户材料子程序（UMAT）二次开发接口,对[001],[011]和[111]取向下的CMSX-4镍基单晶合金,在950℃,180~450MPa应力条件下的蠕变变形行为进行了模拟.该模型能够准确预测镍基单晶合金的筏化类型以及滑移系开动规律,更加符合材料的蠕变变形物理机制,因此模型可以对镍基单晶合金的高温蠕变曲线的第2,3阶段进行很好的模拟,并得到了试验的验证.      

某型航炮抽壳构件的动应变测量及分析

主要介绍了电阻应变测量的原理及组成 ,某型航炮抽壳机构的受力及运动分析。并详细分析了抽壳构件———推弹臂的应变测试过程。     

煤矸石在精铸叶片制造型壳中的应用

煤矸石在精铸叶片制造型壳中的应用新艺机械厂杨士清在煤矿区，煤矸石堆积成山，占地面积广，常常污染环境。为清除污染，变废为宝，我们用煤矸石制造型壳，经生产中使用已初步取得良好效果，不仅能保证叶片质量，还节约了制壳材料费用，因为煤矸石的价格仅为刚玉砂的１／...     

双层柱壳和单层柱壳战斗部侵彻性能对比分析

采用数值模拟的方法对双层柱壳和单层柱壳的半穿甲爆破型战斗部的侵彻性能进行了对比分析。计算发现：侵彻20 mm厚靶板时,采用双层柱壳不会对战斗部侵彻性能产生明显影响,但是在侵彻较厚的25 mm靶板时,双层柱壳战斗部的侵彻性能要比单层柱壳战斗部略差;而焊接强度对双层柱壳战斗部侵彻性能的影响比单层柱壳要大。     

熔模铸造型壳中的“茸毛”

在熔模铸造生产中,采用硅酸乙酯水解液作为粘结剂的多层型壳,经过焙烧后的型壳工作表面有时产生白色片状或絮状的“茸毛”(见图1)。具有“茸毛”的型壳浇注合金后,在铸件表面上产生密集的细小沟槽,一     

压电材料壳的广义变分原理和状态向量方程

将三维弹性材料的H-R变分原理引入到具有机-电耦合效应的三维压电弹性材料圆柱壳问题中,建立了对应于正交各向异性压电材料圆柱壳的Hamilton型广义变分原理。通过变分运算得到了柱坐标系下的状态向量方程,该状态向量方程也是Hamilton正则方程。最后指出纯正交各向异性弹性材料壳Hamilton型广义变分原理是变分公式的特例。变分原理的建立将有利于压电材料圆柱壳静力学和动力学问题的有限元方法或半解析法的推导。     

定向结晶铸件用电熔刚玉陶瓷壳型

在950～1050℃焙烧的电熔刚玉壳型含有6～8％游离二氧化硅。用此种壳型获得的铸件在表面上有一层难以清除的金属氧化物层。作者采用在面层浆料中加入3％添加剂并在高温(1350℃)下焙烧壳型,可保证在陶瓷中直接形成莫来石。结果,壳型中游离SiO_2含量由7％降至1.4％,相互作用区宽度由200～300μm降低至<20μm。在铸件表面上无金属氧化物层。     

熔模精铸壳型用预制粘结剂

近年来研制出一种熔模精铸壳型用新型预制粘结剂ΓС-20З,它是ЗТС-40硅酸乙酯的部分水解溶液。工业生产的ΓС-20З预制粘结剂曾在工厂条件下用于重要的不等轴和定向组织零件的铸造。曾用电熔刚玉微粉及蓝晶石硅线石精矿粉为基,每层壳型撒有粒状电熔刚玉的铸型,在真空中无支撑填料浇注高温合金。在所有情况下,新壳型的质量均优于ЗТС-40硅酸乙酯批生产工艺制造的壳型。     

碲化镉、碲锰汞、碲锰铟镉单晶生长理论、设备与工艺研究

西北工业大学材料科学与工程系承担的“碲化镉、碲锰汞、碲锰铟镉单晶生长理论、设备与工艺研究”日前通过国防科工委技术鉴定。该项目解决了国防光电子材料发展中的几个重要技术和理论问题 ,在民用高技术领域也具有广泛的推广价值 ,整体具有国际先进水平。研制的ＡＣＲＴ -Ｂ(Ⅱ )型、ＡＣＲＴ -Ｂ(Ⅲ )型晶体生长设备及碲锰汞单晶材料填补了国内空白。同时 ,建立起以光电子技术为背景的Ⅱ—Ⅵ化合物材料的科研和人才培养基地 ,对于我国国防工业和高新技术的发展具有重要的意义碲化镉、碲锰汞、碲锰铟镉单晶生长理论、设备与工艺研究@郭明…