离心熔模铸造大型复杂薄壁ZTC4钛合金机匣铸件残余应力特征及调控OA

大型复杂薄壁钛合金机匣铸件在离心熔模铸造及后续热加工过程中易产生高值残余应力,影响尺寸精度与服役安全。本课题对比X射线衍射法与钻孔应变释放法,评价了应力测试方法在大型钛合金铸件上的适用性,系统研究了铸态、热等静压(HIP)、补焊、退火及热矫形全流程的残余应力演变规律。结果表明,铸件表面粗晶组织导致X射线衍射法测量偏差大、数据离散,不适合该类铸件;钻孔应变法测试稳定可靠,可作为标准检测手段。铸件初始应力高,分流环等薄壁转接区域可达315 MPa;HIP可部分消除应力,但定型工装会限制变形并产生附加应力;补焊是引入残余应力的最主要工序,热矫形进一步加剧应力不均。采用高频振动与去应力退火均可有效降低应力,其中振动时效消除率约22%,去应力退火消除率可达67%,可将成品铸件应力控制在100 MPa以内,满足航空发动机机匣质量要求。