1 绪论 1
1.1 航空发动机对高温合金大型铸件的需求 1
1.2 精密铸造的类别及适应性 2
1.3 大型铸件熔模铸造难点 3
1.4 大型铸件精密成型技术研究现状 6
1.4.1 大型复杂薄壁铸件虚拟制造 6
1.4.2 大型复杂薄壁铸件精密制造技术 8
1.4.3 大型复杂薄壁铸件质量与可靠性检测 15
1.5 国内外技术发展趋势 18
1.5.1 大型复杂薄壁铸件虚拟制造 18
1.5.2 大型复杂薄壁精密铸件制造技术 18
1.5.3 大型铸件的质量检测与可靠性检测 21
1.6 本书各章节的重点及要解决的主要问题 22
参考文献 23
2 大型高温合金铸件精密成型工艺设计 26
2.1 概述 26
2.1.1 大型高温合金精铸件应用范围 26
2.1.2 国内外发展现状 26
2.1.3 熔模精铸流程 27
2.2 大型复杂薄壁件熔模精铸浇冒口系统的作用与设计原则 29
2.2.1 大型薄壁铸件临界尺寸 29
2.2.2 铸件设计与并行工程 32
2.2.3 浇注系统设计原则 33
2.3 生产装备 37
2.4 工艺设计 38
2.4.1 大型复杂薄壁铸件的重力铸造工艺方案设计 39
2.4.2 铸造工艺模拟 43
2.5 大型铸件的形状与尺寸控制 45
2.5.1 变形的影响因素 45
2.5.2 大型铸件形状尺寸的控制 46
2.6 蜡模模具设计 47
2.6.1 分体蜡模 48
2.6.2 整体蜡模 48
参考文献 48
3 蜡模的尺寸超差与缺陷预测 51
3.1 蜡模尺寸超差的影响因素 51
3.1.1 蜡料的成分及性能 52
3.1.2 注蜡工艺参数 52
3.1.3 蜡模尺寸结构特征 53
3.1.4 注蜡流道系统与模具设计 53
3.2 熔模制备过程数值模拟 54
3.2.1 蜡料的性能与理论模型 55
3.2.2 环-环类蜡模制备过程数值模拟 61
3.2.3 预置水溶芯大型蜡模尺寸超差分析 66
3.3 熔模模具型面收缩补偿率 71
参考文献 74
4 陶瓷型壳制备技术 78
4.1 陶瓷型壳概述 78
4.1.1 陶瓷型壳的组成、结构及性能要求 78
4.1.2 陶瓷型壳制备用原材料 80
4.1.3 陶瓷型壳的研究现状 82
4.1.4 大型陶瓷型壳的制备难点 87
4.2 大型陶瓷型壳的制备与性能表征方法 89
4.2.1 大型陶瓷型壳原料组成 90
4.2.2 大型陶瓷型壳制备过程 91
4.2.3 大型陶瓷型壳的性能检测方法 93
4.3 大型陶瓷型壳性能表征 100
4.3.1 陶瓷浆料性能表征 100
4.3.2 陶瓷型壳的微观结构分析 103
4.3.3 陶瓷型壳的涂挂性能表征 110
4.3.4 陶瓷型壳的强度表征 111
4.3.5 陶瓷型壳的透气性表征 117
4.3.6 陶瓷型壳的线性变形特性 122
参考文献 125
5 大型铸件的充型与凝固过程控制 132
5.1 合金熔体特性的调控及对组织与性能的影响 132
5.1.1 合金成分波动对K4169合金熔体热物性的影响 132
5.1.2 超温处理对镍基高温合金熔体结构的影响 134
5.1.3 微量元素对合金凝固组织和流动性的影响 139
5.2 基于大型铸件结构特征的充型过程模拟 147
5.2.1 重力浇注低熔点合金充型过程的物理模拟和数值模拟 147
5.2.2 重力浇注K4169合金特征件充型实验和数值模拟 151
5.3 大型铸件特征结构凝固组织演变同步辐射分析 162
5.3.1 模型合金的选择与同步辐射成像实验样品制备 163
5.3.2 枝晶生长动力学 164
参考文献 172
6 大型铸件铸造缺陷的预测与控制 174
6.1 大型铸件缺陷检测方法 174
6.1.1 铸件前处理要求 174
6.1.2 X射线检测工艺选择 174
6.1.3 大型铸件X射线检测工艺优化 174
6.1.4 无损检测新方法探索 176
6.2 大型铸件解剖与缺陷分析 176
6.3 大型铸件缺陷的结构效应 178
6.4 大型铸件中显微疏松缺陷 179
6.4.1 显微疏松定量预测 179
6.4.2 显微疏松的X射线三维成像 186
6.4.3 显微疏松与力学性能关系 188
6.5 LAVES相的形成与预测 191
6.5.1 微观偏析程度MSI判定准则 192
6.5.2 利用MSI判据函数对后机匣大铸件特征部位进行预测 195
6.6 大型铸件的修复焊接技术 197
6.6.1 大型铸件修复焊接的必要性 197
6.6.2 缺陷补焊的几个关键问题 197
6.6.3 补焊方法及补焊工艺 206
6.7 热等静压技术对大型铸件缺陷的抑制作用 210
6.7.1 热等静压处理对显微疏松的消除研究 211
6.7.2 热等静压处理对偏析及Laves相的消除研究 213
6.8 铸造缺陷预测与控制未来发展趋势 214
参考文献 215
7 大型铸件的尺寸精度控制 216
7.1 影响熔模铸件尺寸精度控制的主要误差源 216
7.1.1 熔模制备主要误差源分析 216
7.1.2 型壳制备主要误差源分析 217
7.1.3 铸件浇铸主要误差源分析 218
7.2 大型铸件的尺寸精度控制方法 219
7.2.1 熔模铸造过程的误差精确检测 219
7.2.2 复杂系统铸造铸件测点与功能尺寸规范 228
7.2.3 铸造过程误差源快速诊断 233
7.2.4 复杂铸造系统误差流建模与工艺优化 248
参考文献 267
8 先进调压铸造工艺 269
8.1 复杂薄壁铸件调压精密铸造技术概述 269
8.1.1 复杂薄壁铸件铸造方法 269
8.1.2 调压铸造精密成型技术 272
8.2 高温合金调压铸造装备 274
8.2.1 结构设计 275
8.2.2 气路控制及密封设计 276
8.2.3 升液管设计 276
8.2.4 高温合金调压铸造装置主要参数 278
8.3 调压铸造工艺设计 278
8.3.1 铸件凝固方式的选择 278
8.3.2 高温合金调压铸造浇注系统设计 278
8.3.3 调压铸造液面加压工艺参数设计 278
8.3.4 浇注温度和铸型温度 281
8.4 压力下的熔体充型与凝固 281
8.4.1 调压铸造方法对合金充型能力的影响 281
8.4.2 调压铸造对铸件凝固过程的影响 282
8.4.3 调压铸造方法对合金铸造缺陷的影响 283
8.5 高温合金复杂薄壁铸件调压铸造实例 283
8.5.1 高温合金特征件调压精密铸造 284
8.5.2 高温合金浮动壁瓦片调压铸造模拟研究 298
参考文献 304
缩略语 307
索引 309