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TiAl基合金具有高的比强度和比模量,并具有良好的抗蠕变、抗氧化和抗氢脆性能,是一种极具潜力的轻型高温结构材料。虽然是作为结构材料进行研究的,但至今仍未找到比较合适的成形方法,特别是Y-TiAl基合金。
喷射成形技术直接从液态制取整体致密、组织细化、成份均匀、结构完整并接近零件实际形状的材料和坯料,具有广阔的应用前景。喷射成形过程中,导液管的结构参数直接影响喷射成形的雾化结果。为此,本文研究不同的导液管结构参数,利用FLUENT软件分别模拟Y-TiAl基合金喷射成形过程中的保温过程和雾化过程,分析结果优化最佳方案。
文中建立保温过程模型,用模拟砂的流量转化为坩埚入口的初始流速并进行模拟计算,分析了坩埚内部流场的变化分布以及出口处的温度和速度变化情况,并以数据拟合回归的方法,确定雾化过程的初始条件。
分析导液管伸出长度为5mm时的雾化情况。当导液管内径为4mm和5mm时,导液管内容易形成回流,堵塞导液管;当导液管内径为10mm和15mm时,金属液滴得不到二次雾化。导液管内径选取6mm进行数值模拟,可以对Y-TiAl基合金进行喷射成形。通过实验验证,进一步证实其可行性。