ＴＡ１５ 钛合金铸件开裂原因分析

                                                                                                                       
                                                                                                                   ＴＡ１５ 钛合金铸件开裂原因分析


   ＺＴＡ１５钛合金铸件在机加工过程中发生开裂，对开裂的铸件进行了化学成分分析、断口分析、金相检验和能谱分析。结果表明：铸件有铸造过程中产生的缩孔缺陷，补焊前未将缺陷完全去除，导致其在焊接应力和机加工应力的共同作用下开裂。

  开裂铸件材料为ＺＴＡ１５钛合金，生产丈艺流程为：热等静压➝探伤➝补焊➝热处理➝终检测，在机加工过程中发现有裂纹。本文分析了铸件开裂的原因，并提出了改进措施。 
 

  钛合金铸造过程中产生的缺陷的主要有气孔、缩孔和缩松、黏砂、裂纹、冷隔和流痕、夹杂、毛刺及偏芯等。

 

  钛合金的补缩性能差，缩松是钛合金铸件中普遍存在的缺陷，可以通过热等静压处理来消除。但大尺寸的海绵状缩松热等静压处理后，铸件表面常出现压陷，需要进行补焊修正。与其他金属的铸造缩孔相比，钛合金铸造缩孔表面有金属光泽。 

 

宏观分析表明，铸件裂纹附近表面金属光泽明显，裂纹中间部位有较大缝隙，两侧断口不完全闭合，可能是铸造产生的缩孔缺陷。

 

断口分析发现：断口除个别区域有熔融特征，总体上为韧性断裂，熔融特征区和韧窝区能谱分析结果基本一致，氧含量均均较高。

 

宏观检验表明铸件进行过补焊，补焊前未将原缺陷完全去除，焊接导致裂纹表面发生一定程度的氧化，因此能谱分析时熔融区与韧窝断裂面氧含量均较高。

 

铸件本体显微组织为魏氏组织。原β晶界清晰可见，热影响 区显微组织为针状α＋晶间β＋部分残应力的晶界α，焊缝组织为针状α＋晶间β＋极少量残留的晶界α。粗大的魏氏组织使铸件存在较大的内应力，原始缺陷处易产生应力集中，且铸件的塑性较低，最终在焊接应力和加工应力的共同作用下发生开裂。


改进措施：
建议调整热等静压工艺，减少缩孔和缩松等铸造缺陷的产生；如果产生铸造缺陷，对缺陷进行焊接修补时应将原始缺陷完全清除。
 

 

 

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