【正文】 、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。金屬學(xué)報(bào)，1997，（10）：1028～1033畢業(yè)論文的完成，同樣也意味著新、生活的開始。最后，要向這四年大學(xué)生活期間所有幫助過我的同學(xué)們以及各位朋友們說一聲謝謝。這幾個(gè)月以來，葉老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向葉老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。在這個(gè)過程中葉喜蔥老師給了我很大的的幫助，沒有他的盡心指導(dǎo)，我也不會(huì)順利完成這次設(shè)計(jì)。致謝畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近了尾聲，這也意味著我的大學(xué)生活就要結(jié)束了，大學(xué)生活一晃而過，回首走過的歲月，心中倍感充實(shí)，當(dāng)我寫完這篇畢業(yè)論文的時(shí)候，有一種如釋重負(fù)的感覺，感慨良多?？偨Y(jié)，從圖32圖32圖326和圖327這四幅圖很容易看出，晶粒尺寸隨著組織距離薄板底部的距離增大而普遍增大，片層間距也隨著組織距離薄板底部的距離增大而普遍增大。當(dāng)在距離薄板底部15mm到27mm這段距離時(shí)，片層間距增長(zhǎng)率最大，并且成直線式上升。(2) 變質(zhì)處理也稱調(diào)質(zhì)處理：即在金屬液結(jié)晶前，向金屬液中加入某些物質(zhì)（稱為變質(zhì)劑），這些物質(zhì)將分散在金屬液中，形成大量的非自發(fā)形核界面，或起阻礙晶體長(zhǎng)大的作用，從而使得晶粒組織比較小，這種細(xì)化晶粒的方法，稱為變質(zhì)處理。組織越細(xì)小，晶粒則越小，單位體積的晶粒數(shù)越多，當(dāng)材料收到一定作用力時(shí)分配到各晶粒的力就越小，組織性能就越好。組織越粗大，相應(yīng)的晶粒越大。由圖3131321凝固分?jǐn)?shù)圖可以看出，同一時(shí)刻的凝固分?jǐn)?shù)，薄板下部凝固分?jǐn)?shù)比較高，上部凝固分?jǐn)?shù)比較低，從側(cè)面可以反映出，金屬液在凝固過程中，薄板下部首先凝固，隨后上部才凝固，也可以反映出，下部凝固速度快，上部凝固速度慢。理論上澆鑄溫度越高，合金液流動(dòng)性越強(qiáng)，雖然有利于充型，但澆鑄溫度太高，會(huì)造成粘砂，縮松、縮孔，熱烈，局部氧化，反應(yīng)氣孔偏多等危害。c)b)a) ，澆鑄速度a) 、b) 、d）c)b)a) ，澆鑄速度a) 、b) 、d）c)b)a) 、縮孔圖，澆鑄速度a) 、b) 、d）對(duì)澆鑄速度對(duì)充型的影響進(jìn)行分析，從圖321凝固分?jǐn)?shù)圖可看出隨著澆鑄速度越來越小，凝固分?jǐn)?shù)小的區(qū)域越來越小，并且還越趨近與澆口部位，這種趨勢(shì)使得凝固分?jǐn)?shù)較小區(qū)域在后期凝固時(shí)等及時(shí)得到澆口部位合金液的補(bǔ)縮，縮松、縮孔缺陷得到減小。鑄型溫度為0℃時(shí)，縮松、縮孔比較分散，雖然面積不大，但對(duì)薄板件的整體性能會(huì)有很大影響。當(dāng)鑄型溫度為400℃時(shí)，從凝固分?jǐn)?shù)圖中可以很明顯的看到澆口部位基本快要凝固，而薄板中還有很大面積凝固分?jǐn)?shù)比較小，后期凝固時(shí)得不到合金液的補(bǔ)縮，就會(huì)造成薄板件中應(yīng)力比較大。理想中的冷卻趨勢(shì)是從底部逐漸凝固，澆口部位最后凝固，如果這樣的話，合金液在凝固過程中就能得到補(bǔ)縮，縮松、縮孔將減少。本次選取的工藝參數(shù)為澆鑄溫度為1550℃，換熱系數(shù)為1000 w/m2k，鑄型溫度分別為600℃、400℃、200℃和0℃進(jìn)行對(duì)比分析，從中選取一個(gè)比較好的鑄型溫度。當(dāng)澆鑄溫度為1550℃和1575℃時(shí)，薄板只有中部凝固分?jǐn)?shù)比較小，其余基本完全凝固，并且面積也不是很大，而澆鑄溫度為1600℃和1625℃很明顯薄板中部凝固分?jǐn)?shù)比較小的面積明顯較前兩種大，尤其是澆鑄溫度為1625℃時(shí)，中部還有一大片凝固分?jǐn)?shù)非常小的區(qū)域，很明顯在后期凝固過程中，交口處合金液得不到補(bǔ)縮，四周凝固收縮，就會(huì)造成應(yīng)力就非常大，由圖也可以明顯的反映出來，在下方有黃色區(qū)域，由對(duì)比卡可知，此處應(yīng)力更大。當(dāng)澆鑄溫度較高時(shí)，很明顯，澆口部位計(jì)較寬，薄板在后期凝固時(shí)能夠得到澆口部位合金液的補(bǔ)縮。為了探究澆鑄溫度對(duì)鑄造成型的全過程的影響，換熱系數(shù)為1000w/m2k，鑄型溫度初步選取600℃。%Al8%Nb合金的密度與溫度之間的關(guān)系%Al合金的密度與溫度之間的關(guān)系%Al8%%Al合金的導(dǎo)熱系數(shù)與溫度之間的關(guān)系可以看出，在溫度大于1400℃%%Al8%Nb合金的導(dǎo)熱系數(shù)大，導(dǎo)熱系數(shù)越大，則保溫效果越差。%Al8%Nb合金的過冷度大，金屬液流動(dòng)性好，有利于充型。與大多數(shù)合金均勻穩(wěn)定的微觀結(jié)構(gòu)一樣，可以用來為發(fā)動(dòng)機(jī)部件服務(wù)。材料的熱物性參數(shù)直接決定著溫度場(chǎng)模擬的準(zhǔn)確性，只有材料飛熱物性參數(shù)非常精確，模擬出來的溫度場(chǎng)才與實(shí)際才更加相近。另外網(wǎng)格步長(zhǎng)也是比較關(guān)鍵的，它決定模擬的精度。(4) 模擬完成后進(jìn)入可視化結(jié)果分析。本課題模擬具體步驟如下：(1) 首先用pro/e建立三維模型，鑄型如圖3鑄件如圖33。利用凝固分?jǐn)?shù)及凝固時(shí)間來考察TiAl基合金在真空吸鑄過程中的凝固特性。首先控制澆鑄速度、換熱系數(shù)和鑄型溫度不變，單量變換澆鑄溫度，選取較好的澆鑄溫度，然后再控制澆鑄溫度不變，變換其他一個(gè)參數(shù)，選取最好個(gè)參數(shù)，依次進(jìn)行控制單一變量進(jìn)行模擬，注重目的選取一個(gè)最好的模擬參數(shù)。（2）%Al8%Nb，鑄型材料為冷鐵H13。與大多數(shù)合金均勻穩(wěn)定的微觀結(jié)構(gòu)一樣，可以用來為發(fā)動(dòng)機(jī)部件服務(wù)。航空發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用需要仔細(xì)評(píng)估和改善伽瑪鋁化物許多方面的特性，包括疲勞，韌性和蠕變[13]。在澆鑄過程中鑄型溫度也比較關(guān)鍵，當(dāng)鑄型溫度較高時(shí)，鑄型保溫效果好，但澆鑄時(shí)金屬液容易沖砂；當(dāng)鑄型溫度太低時(shí)，金屬液凝固速度太快，容易產(chǎn)生縮松、縮孔。由于金屬液活性較大，而型腔真空度比較高，避免了金屬液的氧化。（3）由于TiAl基合金液體的流動(dòng)性比較差，在熔模鑄造時(shí)需要給液體很高的溫度才能保證充型完整，而在真空吸鑄時(shí)，不需要太高的溫度就可以充型完整。鑄造成型數(shù)值模擬技術(shù)可以預(yù)測(cè)實(shí)際過程中工作人員在鑄造成型時(shí)鑄件可能產(chǎn)生的缺陷、產(chǎn)生的時(shí)間、缺陷的大小及缺陷的部位，從而進(jìn)行優(yōu)化鑄造成型工藝，確保鑄件質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，縮短試制周期。（4）金屬液在澆鑄時(shí)，由于金屬液與型腔接觸，使得流動(dòng)速度減慢，凝固速度變快，使得充型能力下降，容易造成澆不足、流痕等缺陷，但真空吸鑄是在重力和上下壓差的作用下，使得充型能力得到提高，保證充型完整。如圖11等溫鍛造下的壓氣機(jī)葉片。對(duì)TiAl基合金進(jìn)行鍛造時(shí)，鍛造負(fù)荷比較大，鍛造溫度很窄，微觀組織不均勻，局部容易過熱，鍛件表面容易產(chǎn)生裂紋。由于離心鑄造時(shí)鑄型的旋轉(zhuǎn)速度很快，充型時(shí)金屬液在強(qiáng)大的離心力的作用下而充滿型腔，并凝固，使得合金液的充型能力更強(qiáng)，鑄造出來的鑄件更加致密。熔模鑄造成本比較低，并且熔模鑄造可以得到尺寸精確、表面光滑的鑄件，最主要的特征是可以得到尺寸精度高、表面粗糙度小的鑄件，熔模鑄造還可以鑄造形狀復(fù)雜的鑄件，熔模鑄造還不受材料的限制，對(duì)于難以鍛造和難以加工的合金材料來說，熔模鑄造是一個(gè)非常好的選擇，而且鑄造精度高，可以進(jìn)行精鑄。其缺點(diǎn)是在燒結(jié)的時(shí)候容易造成體積膨脹，導(dǎo)致成品致密度不高，合金組織均勻性差。當(dāng)我們選用粉末冶金技術(shù)時(shí)，首先得制備出純度、粒度符合要求的TiAl合金粉末，并且再經(jīng)過模壓、擠壓、燒結(jié)等技術(shù)處理手段才能是TiAl合金成行，而在粉末冶金成行方法得到的成品致密程度是限制粉末冶金使用的主要因素，致密度往往與TiAl合金的成分、顆粒大小、燒結(jié)時(shí)間、燒結(jié)溫度及加熱速度有關(guān)。由于TiAl合金的密度比較小，可以用與空行航天這些急需減重的高科技行業(yè)，還可以用來制造汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)，制作一些發(fā)動(dòng)機(jī)的部件，例如，用來制造汽車的排氣閥，從而使得汽車的排氣閥質(zhì)量減輕，進(jìn)而減少噪音，改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)性能。(4)在基體中參加塑性纖維或加入塑性粒子。近γ組織(NG)，在剛高于共析溫度的γ+α兩相區(qū)進(jìn)行熱處理，得到基本都是由等軸γ晶粒所組成的組織，通常含有少量的細(xì)小α相顆粒在γ晶界[9]。一般來說，經(jīng)過熱處理TiAl基合金可以獲得四種組織：全片層組織、近片層組織、雙態(tài)組織、近γ組織。國(guó)內(nèi)在TiAl合金的研究起步比較晚，沒有歐美起步早。早在1950年，就有美國(guó)科學(xué)家對(duì)TiAl基合金的性能進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)TiAl基合金的溫室塑性太差，而放棄研究。德國(guó)學(xué)者A. Choudhury 和及M. Blum 研究發(fā)現(xiàn)[5]，鑄型加熱到 1000℃才可以防止鑄件中縮孔缺陷的發(fā)生。因?yàn)門iAl基合金熔體自身粘度大、流動(dòng)性差、且在高溫條件下輕易和其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的這些缺點(diǎn)，使得TiAl基合金成型尤其艱難，于是很多研究工作者嘗試不同的成型方法，目前運(yùn)用到TiAl基合金成型的方法有很多。The mold temperature was 600℃, 400℃, 200℃ and 0℃are simulated and analyzed, The best overall performance finally found is mold temperature at 200℃。, casting speed and mold temperature were simulated, and after simulation, thus to optimize theto simulation TiAl alloyensure the casting quality,the possible time,field of casting, Formingwhich limits the application ofroom temperatureinlow density, specific modulus, specific high temperature strength, creep resistance and oxidation resistance makes the