引言
钛合金是汽车工业中的一种常用金属资料。由于强度高、耐蚀性好、耐热性高档特点，钛合金备受关注。甘伟等"分析了铸造温度对汽车用新型钛合金机能的影响。宋纬[2]对汽车钛合金气阀的铸造工艺进行了优化。赵福利和汪永江[3]探求了搅拌摩擦加工对汽车用钛合金机能的影响。周渝庆和张祥[对机械紧固件用新型钛合金铸造温度进行了优化钻研。张斌[分析了钛合金汽车零件烧结过程中的烧结工艺对零件机能产生的影响。张慧芳[6]钻研了若何在汽车用钛合金表表造备双辉等离子Mo合金化层，并测试了分析涂层的摩擦磨损机能。周晓虎等[7]分析了准β铸造工艺对TC21钛合金大型锻件组织及机能的影响。随着汽车工业的发展，市场对汽车用钛合金机能的要求不休提高，尤其是力学机能和耐磨损机能。已有的钻研批注，多向锻做作为一种新型的资料改性伎俩在金属资料改性方面得到成功利用8]。张伟华等[9分析了终锻温度对多向铸造高纯铜组织及硬度的影响。蓝希鑫等[0]分析了多向铸造对TC21钛合金α+β片层组织球化的影响。
但是，目前钛合金多向铸造的钻研还较少，火急必要进一步钻研和索求。为此，笔者钻研了多向铸造对汽车造作用Ti80钛合金显微组织、力学机能和耐磨损机能的影响。
1、试验资料和步骤
1.1 试验资料
选取三次真空自耗电弧炉熔炼的Ti80钛合金方形铸锭（尺寸300mm×300mm×300mm）为试验资料，试样化学成分如表1所示。在500t油压机上进行多向铸造试验。试样多向铸造的每路次铸造过程如图1所示。铸造加热选取中频感应加热，选取自造模具，模具资料为W360钢，模具预热温度300℃。铸造时先将试样按图1所示进行第一个方向铸造（z方向），铸造实现后取出试样并旋转90°再进行第二个方向铸造（y方向），铸造实现后取出试样再旋转90°后进行第三个方向铸造(x方向），由此实现一路次多向铸造，每路次变形量25% 。多向铸造过程中，选择分歧的铸造温度和铸造路次，各试样的铸造工艺参数如表2所示。铸造温度别离选为880、920、960℃，铸造路次别离选为2、5、8，模具预热温度和每路次变形量均维持不变，多向铸造后各试样照片如图2所示？杉，多向铸造后各试样表形无显著区别。
1.2 试验步骤
用线切割步骤在试样中部切取方形金相试样（尺寸30mm×20mm×10mm），金相侵蚀剂为13mLHF、26m LH N O ，和100mLH,O混合溶液。金相组织观察用KEYENCE金相显微镜和EVO18扫描电子显微镜进行观察用线切割步骤在试样中部切取3个拉伸样（具体尺寸见图3）。在室温前提下进行拉伸试验，试验机型号为QX-W550微机节造电子全能试验机，选取的拉伸速度为1mm/min,拉伸断口的观察和拍照在EVO18扫描电子显微镜上进行。试样力学机能测试值为3个分歧地位取样的拉伸样测试值的算术均匀值。
在试样中央地位以线切割方式切取圆形磨损试样（尺寸030mm×15mm）。在室温前提下进行磨损试验，试验机型号为HT-1000型摩擦磨损试验机，对磨资料选用45号钢材，磨轮转速设置为1000r/min、摩擦磨损功夫设定为20min、相对滑动速度设置为90mm/min。
2、试验了局及会商
2.1 显微组织
图4和图5是选取分歧铸造温度多向铸造的汽车造作用Ti80钛合金试样的显微组织金相照片和扫描电镜（SEM）照片。从图4和图5能够看出，铸造温度对多向铸造试样内部的组织产生显著影响。
随铸造温度从880℃升高到960℃，多向铸造试样内部组织先变细后变粗，当铸造温度920℃时，多向铸造试样内部的组织晶粒最藐幼、组织散布最均匀。多向铸造试样内部晶粒出现出较为显著的等轴组织，第二相散布呈网状结构散布。
图6和图7是选取分歧铸造路次多向铸造的汽车造作用Ti80钛合金试样的显微组织金相照片和扫描电镜（SEM)照片。从图6和图7能够看出，铸造路次对多向铸造试样内部的组织产生显著影响。随铸造路次从2增长到8，多向铸造试样内部组织先变细后变粗，当铸造路次为5时，多向铸造试样内部的组织晶粒最藐幼、组织散布均匀性最好，试样内部第二相的网状结构散布最齐全，呈陆续网状散布。
2.2 力学机能
选取分歧铸造温度多向铸造的汽车造作用Ti80钛合金试样的力学机能测试数据见表3。从表3可知，铸造温度对多向铸造试样的力学机能产生较为显著的影响。当铸造温度从880℃升高到960℃时，试样抗拉强度和屈服强度先增大后减幼、断后伸长率和断面收缩率先幼幅度减幼后幼幅度增大。在其它工艺参数不变的情况下，当铸造温度880℃时试样力学机能最差；当铸造温度为920℃时力学机能最佳。与铸造温度880℃相比，铸造温度为920℃时试样的抗拉强度增大38MPa、屈服强度增大36MPa、断后伸长率减幼0.9个百分点、断面收缩率减幼1.3个百分点。选择适当的铸造温杜仔助于提高多向铸造试样的力学机能。
选取分歧铸造路次多向铸造的汽车造作用Ti80钛合金试样的力学机能测试数据见表4。从表4可知，铸造路次对多向铸造试样的力学机能产生较为显著的影响。当铸造路次从2增长到8时，试样抗拉强度和屈服强度先增大后减幼、断后伸长率和断面收缩率先幼幅度减幼后幼幅度增大。在其它工艺参数不变的情况下，当铸造路次为2时，试样力学机能最差；当铸造路次为5时，力学机能最佳。与铸造路次为2相比，铸造路次为5时试样的抗拉强度增大29MPa、屈服强度增大24MPa、断后伸长率减幼0.7个百分点、断面收缩率减幼0.8个百分点。铸造路次并非越多越好，选择适当的铸造路次有利于改善多向铸造试样的力学机能。
图8是分歧工艺多向铸造汽车造作用Ti80钛合金试样室温拉伸试验后拉伸断口描摹的扫描电镜(SEM)照片。从图8能够看出，多向铸造试样的拉伸断口均由韧窝和扯破棱组成，均阐发出比力显著的韧性断裂特点。但是与其它工艺参数相比，选取铸造温度920℃、铸造路次5（图8（b），2试样）时，试样拉伸断口中韧窝越发藐幼，展示出越发优异的拉伸机能。
2.3 耐磨损机能
选取分歧铸造温度多向铸造的汽车造作用Ti80钛合金试样在室温前提下的磨损试验了局见表5。从表5可知，铸造温度对试样磨损体积产生较为显著的影响。当铸造温度从880℃升高到960℃时，试样磨损体积先减幼后增大、试样耐磨损机能先提高后降落。在其它工艺参数不变的情况下，当铸造温度880℃时，试样磨损体积最大、耐磨损机能最差；当铸造温度920℃时，试样磨损体积最幼、耐磨损机能最佳。与铸造温度880℃相比，铸造温度920℃时试样磨损15min后磨损体积从21×10-3mm3减幼到7×10-3mm3,减幼了14×10-3mm3, 铸造温度升高到920℃时显著提高了多向铸造试样的耐磨损机能。
选取分歧铸造路次多向铸造的汽车造作用Ti80钛合金试样在室温前提下的磨损试验了局见表6。从表6可知，铸造路次对多向铸造试样的耐磨损机能也产生较为显著的影响。当铸造路次从2增长到8时，试样磨损体积先减幼后增大、试样耐磨损机能先提高后降落。在其它工艺参数不变的情况下，当铸造路次为2时，试样磨损体积最大、耐磨损机能最差；当铸造路次为5时，试样磨损体积最幼、耐磨损机能最佳。与铸造路次为2相比，铸造路次为5时,试样磨损体积从9×10-3mm3减幼到7×10-3mm3,减幼了2×10-3mm3。但是铸造路次并非越多越好，选择适当的铸造路次能够有效改善多向铸造试样的耐磨损机能。
3、结论
1）铸造温度和铸造路次对多向铸造汽车造作用Ti80钛合金显微组织、力学机能和耐磨损机能均产生显著影响，随铸造温度从880℃升高到960℃、铸造路次从2增长到8，多向铸造试样的组织先细化后粗化、力学机能和耐磨损机能均先提高后降落。
2）当铸造温度920℃、铸造路次5时，多向铸造汽车造作用Ti80钛合金试样晶粒最藐幼、第二相呈陆续网状散布，试样力学机能和耐磨损机能最佳。
3）与铸造温度880℃相比，铸造温度920℃时多向铸造汽车造作用Ti80钛合金试样抗拉强度增大38MPa、屈服强度增大36MPa、断后伸长率减幼0.9个百分点、断面收缩率减幼1.3个百分点、磨损15min后磨损体积减幼14×10-3mm3。
4)与铸造路次为2相比，铸造路次为5时多向铸造汽车造作用Ti80钛合金试样抗拉强度增大29MPa、屈服强度增大24MPa、断后伸长率减幼0.7个百分点、断面收缩率减幼0.8个百分点、磨损15min后磨损体积减幼2×10-3mm3。
参考文件
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