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1、制造技術(shù)研究2015年2月第1期高強(qiáng)耐熱鎂合金艙體鑄造技術(shù)1111111122肖旅鄒文兵劉穎卓何凱李中權(quán)秦守益遲秀梅崔恩強(qiáng)彭立明王迎新（1.上海航天精密機(jī)械研究所，上海201600；2.上海交通大學(xué)輕合金精密成型國(guó)家工程研究中心，上海200240）摘要：針對(duì)航天飛行器結(jié)構(gòu)件輕量化、高比強(qiáng)度、耐高溫以及高效成形等要求，開展了典型結(jié)構(gòu)件的鑄造技術(shù)研究。數(shù)值模擬結(jié)果和工藝試驗(yàn)表明，差壓鑄造結(jié)合縫隙式澆注系統(tǒng)可滿足鑄件的充型平穩(wěn)和補(bǔ)縮要求，但容易在退讓性差的部位產(chǎn)生裂紋。通過修改澆注系統(tǒng)、提高鑄型退讓性，實(shí)現(xiàn)了艙體的鑄造成形，通過無損檢測(cè)，艙體達(dá)到了I類鑄件的要求。關(guān)
2、鍵詞：高強(qiáng)耐熱；鎂合金；鑄造；缺陷控制CastingTechnologyofHighStrengthandHeat-resistantMagnesiumAlloy11111XiaoLvZouWenbingLiuYingzhuoHeKaiLiZhongquan11122QinShouyiChiXiumeiCuiEnqiangPengLimingWangYingxin(1.ShanghaiSpaceflightPrecisionMachineryInstitute,Shanghai201600；2.LightAlloyNetFormingNationalEngin
3、eeringResearchCenter,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240)Abstract：Aimedatlightweight,highstrength,thermalresistance,andhigh-efficiencyformingofspacecraftstructure,castingtechnologyofhigh-strengthandheat-resistantmagnesiumalloycabinwasinvestigated.Numericalsimulationresultsandp
4、rocesstestsshowedthatdifferentia-pressurecastingandgap-pouringsystemcouldmeetthesmoothfillingandshrinkage-feedingrequirements,buttendedtocrackattheareaswherethemold’sdeformabilitywaslow.Bymodifyingthepouringsystemandimprovingthemold’sdeformability,thecabinwassuccessfullyformed.Accor
5、dingtothenon-destructivetesting,thecastofcabinfulfilledthestandardsofClassIcast.Keywords：highstrengthandheatresistance；magnesiumalloy；casting；defectcontrol1引言形等方向發(fā)展。Mg-Gd-Y-Zr系鎂合金是近年來發(fā)展的新型高強(qiáng)輕量化是航空航天、軍事工業(yè)永遠(yuǎn)追求的目標(biāo)，度耐熱鎂合金系列之一，GW103K合金是其中的典型減輕重量意味著機(jī)動(dòng)靈活性更強(qiáng)，增強(qiáng)作戰(zhàn)人員的戰(zhàn)代表，其室溫力學(xué)性能達(dá)到了ZL201的水平，密度
6、卻[1]場(chǎng)生存能力。飛行器結(jié)構(gòu)件的服役環(huán)境更加惡劣，不僅為其2/3，且具有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能。由于僅要求構(gòu)件材料質(zhì)量輕，還要求其具有較高的綜合力Mg-Gd-Y-Zr合金含有較多的Gd、Y等稀土元素，熱學(xué)性能，包括高強(qiáng)度、耐熱等。變形抗力大，工藝窗口窄，成本高，研制周期長(zhǎng)，因鎂合金密度約為鋁合金的2/3，不到鈦合金的一此，鑄造成形更適合Mg-Gd-Y-Zr高強(qiáng)耐熱鎂合金結(jié)半，輕量化優(yōu)勢(shì)明顯，然而，目前鎂合金的應(yīng)用并不構(gòu)件的研制。是十分廣泛，主要原因在于：a.絕對(duì)強(qiáng)度偏低，尤其以某型號(hào)電子艙為研究對(duì)象，材料選擇高強(qiáng)耐熱是高溫力學(xué)性能較差；b.化學(xué)活性高，使其熔煉、
7、熱鎂合金GW103K（Mg-10Gd-3Y-0.4Zr），進(jìn)行鑄造技加工困難。因此，鎂合金正向高強(qiáng)度、耐熱、整體成術(shù)研究，以期為高強(qiáng)耐熱鎂合金材料的實(shí)際應(yīng)用提供作者簡(jiǎn)介：肖旅（1983-），高級(jí)工程師，材料成型及控制工程專業(yè)；研究方向：新型高性能金屬材料及成形技術(shù)。收稿日期：2014-12-2518制造技術(shù)研究航天制造技術(shù)工藝技術(shù)支撐。GW103K合金澆注得到砂型單鑄試棒的顯微結(jié)構(gòu)和分析如圖1所示，從圖1a可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過熔煉2合金的熔煉和精煉處理，合金的鑄態(tài)組織潔凈無夾雜，斷口組織細(xì)小且存在韌窩。圖1b給出了晶界相的SEM形貌，耐熱鎂合金的主要合金元素為稀土G
8、d和Y，Gd、通過微區(qū)成分分析可以確定
