引言

钛是一种耐湿氯气侵蚀的金属资料
，自身的质量较轻
，且比强度较高
，是一种很适合用在舰船、航空、医疗、汽车等领域的资料
，但由于其提取过程对设备和环境的要求较高
，且易被空气氧化而不用保留
，这诸多的原因造成了钛的出产成本较高
，对于工业化利用的资料而言
，成本的凹凸在肯定水平上能够决定金属资料的利用领域
。钛就属于这种由于出产成本较高而使用领域受到限度的金属
。国际上好多国度都参与到了对钛合金的推广利用中
，不仅蕴含对钛合金钻研较早的俄罗斯、美国等
，中国、日本也在若何扩大钛合金的利用领域方面做了大量的钻研
。钛合金是一种扬长避短的战术技术
。

随着技术的发展
，钛合金铸造工艺也不休提升
，钛合金铸件的需要和利用领域也随之得到不休的扩大
，钛合金铸件的类型由最初单一的厚壁铸件往薄壁化、大型化、复杂化的方向发展 [1] 
，若何铸造出机械机能优良、铸造成型后易于处置的铸件将是未来钛合金铸件的钻研方向
。钛合金拥有优良的耐侵蚀性
，钛合金铸件在流动的海水中也拥有优良的耐冲击侵蚀性
，所所以舰船铸件的梦想资料
。钛合金在舰船及海洋运输行业中都有利用
，重要集中在推动器轴、泵、阀门和其他的附件
，这些以钛合金资料的铸件
，不仅有优异的力学机能
，且结构机能好
，还拥有耐侵蚀性
，能满足舰船持久在水中和湿润环境中对其自身结构资料的要求
。钛合金铸件有比力长的性命周期
，相应的船的维建用度降低
，船的使用期限变长
，有很大的经济价值
。因而钻研若何造得机能更优异迪胙合金铸件依然是此刻和未来的热点和趋向
。

本文以钛合金铸造的泵为例
，通过对钛合金浇注前后化学成分的对比和室温下力学机能的对比
，来钻研钛合金资料在舰船铸件上的利用
。

1、钛合金铸件的机能

1.1 常用钛合金铸件的力学机能

钛作为一种金属
，它的质量较轻
，钛及通例钛合金的密度也较幼
，或许为 4.5 g/cm 3 
，造船所使用迪胙通常为工业纯钛、钛铝合金脊铝钒合金等
，分歧合金的力学机能也有较大差距
，表 1 为几种钛合金的力学机能比力 [2] 
。

1.2 以 ZTi2 为资料造作舰船泵

对钛钻研较早的国度是俄罗斯
，在钻研初期
，钛重要利用在飞机上
，能够作为飞机的发起机组件和机翼等
，但由于钛的成本较高
，在肯定水平上限度了钛的利用
。钛合金的出现实现了钛更宽泛利用的设想
，随着钻研的深刻
，钛合金也慢慢地被利用在舰船上
。

铸造技术的进取
，也更进一步推动了钛合金的发展
，通过相宜的铸造工艺
，钛合金能够被铸造成薄壁、结构较为复杂的组件
。此刻钛合金铸件在此刻舰船、飞机及其他设备零部件上都有利用
，常用迪胙合金铸件如图 1 所示
。

由于钛合金良好的耐侵蚀机能和力学机能
，钛合金能够按出产的现实需要被加工成满足需要的各类的状态的铸件
。泵在机械设备中
，都是极其沉要的动力源泉
，舰船作为一种大型的设备
，更要求其动力设备有较好的寿命和质量
。钛合金在舰船上的最重要的利用之一就是造作钛合金泵体
。本文以 ZTA2 为资料加工钛合金泵体
。

选定资料后
，凭据要成型的铸件的尺寸和结构特点选择相宜的浇注系统对铸件的成型和质量也拥有极度沉要的影响
。本文选择的浇注系统为底注盛开式
，浇路蕴含直浇路和横浇路
，直浇路的半径为 30 mm
，横浇路的横截面为 40 mm 的正方形
。凭据要铸造的泵

的造型
，通过设计图纸、选择资料设计出产出相宜的铸型
，本文选择石墨材质铸型
。整个浇铸系统要在真空环境下进行
。在浇注之前
，在真空环境中将铸型加热到 1 000 ℃下
，并在此温度下保留 3 h
。所有的浇注实现后
，将铸件在熔炉中天然冷却 3 h
，在温度冷却至 250 ℃时将铸件取出
，此时凭据需要还能够对铸件进行打磨等工艺
，实现幼的微调
。经过处置后
，得到的铸件尺寸和需要的一致
，能美满的满足需要
。

对铸件泵进行力学机能的测试
，同时对 ZTA2 浇铸前的试样和浇注后的随炉铸件在室温下按国标的步骤进行化学成分和力学机能的测试
，在化学成分的测试中
，Ti 的含量在铸件和基材中的一样
，并没有在浇铸过程中损失
，其他元素的测试的数据和力学机能数据别离如表 2 和表 3 所示
。

从表 2 的数据可看出
，浇铸成型后的铸件中的Si
，Fe
，Mn
，C
，N 等元素的含量都大量的降低
，其中 Si
，Fe
，Mn 是 ZTi2 的重要成分
，C
，N 含量的削减降低了铸件的脆性
，保障铸件拥有更好的机能
。N、C 是 ZTi2 中的杂质组分
，其含量的削减注明在浇铸过程中
，基材的质量得到提升
。

表 3 中的力学机能数据注明
，浇注成型的铸件泵的力学机能与基材相比
，力学机能都有所提高
。我们将表 2 和 GB/T15073-1994《铸造钛脊合金商标和化学成分》、将表 3 的数据和 GB/T6614-1994《钛脊合金铸件》进行对比 [3] 
，比力之后发现
，我们浇注得到的铸件泵切合尺度对铸件的要求
。

2、结论

1）钛合金通过浇注工艺
，能够造得多种结构迪胙合金铸件
。

2）钛合金基材通过合理的浇注工艺
，能够得到力学机能比基材高迪胙合金铸件
。

3）通过适当的浇注工艺
，能够得到满足国度有关尺度迪胙合金铸件
。

参考文件：

[1] LMAM M A, CHU H P, RATH B B. Fatigue properities of titanium alloy Ti-6Al-2Cb-Ta-0.8Mo [J]. Corrosion Engineering, 1999, 48(9): 597–602.

[2] 范玉利, 钛合金铸件在造船工业中的利用[J]. 舰船科学技术 1997, 19(2).

[3] 胡和平, 杨学东, 郑申清. 钛合金泵体铸造工艺钻研 [J]. 资料开发与利用, 2010: 35–37.