?ZTC4合金是一種中等強(qiáng)度的α-β型鑄造
鈦合金,具有良好的鑄造性能和焊接性能以及抗腐蝕性能,是目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的一種鑄造鈦合金。該合金在退火或熱等靜壓狀態(tài)下使用,可以在350℃以下長期工作,適合于制造靜止的航空結(jié)構(gòu)件,如機(jī)匣、支架、殼體、框架等。從20世紀(jì)80年代中期開始,隨著熱等靜壓處理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,鑄件質(zhì)量得到提高,ZTC4合金鑄件已經(jīng)應(yīng)用于一些轉(zhuǎn)速不太高的轉(zhuǎn)動(dòng)件,如增壓器葉輪等。
ZTC4化學(xué)成分
ZTC4熔煉與鑄造工藝
(1)熔煉工藝
采用在真空自耗電極電弧爐中兩次熔煉而成的母合金鑄錠,或采用兩次真空自耗電極電弧爐熔煉的大鑄錠,經(jīng)開坯鍛造去除表面氧化皮的棒料作為母合金錠。
(2)鑄造工藝
用上述的母合金錠作自耗電極,在真空自耗電極電弧凝殼爐中重熔,根據(jù)澆注鑄件的形狀和尺寸以及重量,采用重力鑄造或離心鑄造。由于采用凝殼爐熔煉,鑄鈦金屬液過熱度低,補(bǔ)縮能力比鑄鋼差,一般采用離心鑄造。這樣有利金屬液充填型腔和鑄件補(bǔ)縮,減少鑄件缺陷,細(xì)化晶粒,改善性能。
由于鈦是高化學(xué)活性金屬,在熔融狀態(tài)下要與目前常用的各種造型材料發(fā)生反應(yīng),致使鑄件表面與氧、碳和氮等形成硬而脆的反應(yīng)層(通常稱為α沾污層),造成對(duì)合金力學(xué)性能不利的影響。因此,澆注鈦及鈦合金必須采用對(duì)熔融鈦呈惰性的特種鑄型。目前鑄鈦工業(yè)生產(chǎn)中采用的鑄型有:機(jī)加工石墨型,搗實(shí)(石墨)型、石墨熔模型殼、難熔金屬粉面層熔模陶瓷型殼、氧化物面層熔模陶瓷型殼等,其中應(yīng)用范圍最廣最有發(fā)展前途的是氧化物面層熔模陶瓷型殼。在上述不同鑄型中澆注的鑄件和試棒的力學(xué)性能沒有呈現(xiàn)出顯著差異,但各自的表面沾污層是有差異的,其中機(jī)加工石墨型鑄件的表面粘污層最小,搗實(shí) (石墨)型和熔模精鑄陶瓷型殼鑄件的表面沾污層比較厚,約為0.05-0.15mm,這層表面沾污層通過鑄件精整、吹砂、酸洗等即可全部去除。一般不允許帶有沾污層的鑄件直接用于發(fā)動(dòng)機(jī)。
ZTC4特殊要求
1)氧含量的影響:氧含量的高低直接影響ZTC4鈦合金的力學(xué)性能,當(dāng)母合金中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.10%時(shí),所鑄出的試樣和鑄件的力學(xué)性能αb,αp0.2值難以分別達(dá)到890MPa和820MPa水平。當(dāng)要求鑄件的αb,αp0.2值大于上述水平時(shí),必須采用氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15%-0.18%的母合金錠。
2)熱等靜壓處理:航空航天工業(yè)應(yīng)用的Ⅰ、Ⅱ類鑄件必須經(jīng)過熱等靜壓處理。一般用途的鑄件只需退火即可。
3)接觸腐蝕:當(dāng)ZTC4合金鑄件與鋁合金和鋼零件接觸時(shí),尤其是在一定的腐蝕介質(zhì)下,要發(fā)生接觸腐蝕。防護(hù)措施與TC4合金零件相同。