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摘要
采用数值模拟方法研究了浇注系统对离心铸造TiAl合金叶片成形的影响,并根据熔体充型特征和充型温度对不同离心半径、叶片长度方向与水平方向夹角、叶片弦宽方向与离心力方向夹角的TiAl合金叶片的成形进行了分析。结果表明,在叶片弦宽方向与离心力方向夹角为90°的条件下,首股熔体充填叶片进气边,后续熔体充填排气边并与首股熔体汇合后完成叶片充型。离心半径由100 mm增加至200 mm,熔体紊流倾向增大,熔体充填至近叶冠排气边处的温度由1 533℃提高至1 545℃。叶片长度方向与水平方向夹角由30°增至60°,熔体紊流倾向减小,熔体充填至近叶冠排气边处的温度由1 543℃降低至1 537℃。叶片弦宽方向与离心力方向夹角由30°增大至90°,首股熔体由充填叶片排气边转变为充填进气边,由不发生汇流转变为发生汇流,随后完成叶片充型,熔体紊流倾向增大,熔体充填至近叶冠排气边处的温度由1 533℃提高至1 542℃。采用离心半径为150 mm,叶片长度方向与水平夹角为45°,叶片弦宽方向与离心力方向夹角为30°的浇注系统进行了TiAl合金叶片离心浇注试验,叶片完整成形,无欠注、冷隔等成形缺陷,从而验证了数值模拟研究得到的工艺方案的可行性。
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