基于ProCAST的高Nb-TiAl合金叶轮熔模铸造

刘金虎¹，纪志军^1,2,3，李峰^1,2,3，冯新^1,2,3，余稳¹，丁贤飞^1,2,3，南海^1,2,3

1. 中国航发北京航空材料研究院铸造钛合金技术中心2. 北京百慕航材高科技股份有限公司3. 北京市先进钛合金精密成型工程技术中心

摘 要：通过铸造模拟软件ProCAST实现高Nb-TiAl合金叶轮熔模铸造充型凝固过程的模拟仿真,研究浇注充型工艺对合金熔体充型、缩孔缩松等充型凝固特性的影响,优化相应工艺;进行浇注实验与铸件的无损检测分析,并进行铸件的解剖分析验证缩孔缩松分布;使用附注试棒研究叶轮在室温和高温下的力学性能。结果表明:ProCAST软件对高Nb-TiAl铸件缩孔缩松预测较为准确,通过模拟仿真预测结果优化了工艺方案从而避免了铸件中大尺寸缩孔缩松的形成,在最终的铸件中只存在尺寸小于22μm的显微缩孔;所有铸件均实现完整充型,铸件室温抗拉强度约580 MPa,850℃高温抗拉强度约450 MPa。

关键词：ProCAST;高Nb-TiAl合金;叶轮;数值模拟;熔模铸造;