钛合金熔模   铸造件是依靠现代材料学、化学、真空冶金学、加工技术、高分辨率和高准确度的无损检测技术以及计算机辅助设计及制造技术等实现的高技术产品，已较为广泛地应用于航空、航天、船舶、化工、体育等多该。

实际生产中，钛合金铸件表面容易产生微裂纹，这种裂纹肉眼难以发现，需要通过荧光等渗透检验的方法发现。这种缺陷的   过程中存在   量较大而且容易反复出现的问题，这将延长铸件的交付周期、增加制造成本，甚至由于   失败造成铸件报废。目前对于这种裂纹如何形成、为什么容易反复产生的原因   还较少，文中将通过对表面微裂纹形貌观察、表面组织观察、化学元素含量检测、显微硬度测试等手段对钛合金熔模   铸件的表层组织进行表征，并模拟铸造应力下，表层组织对铸件产生裂纹的影响。结合钛合金熔模   铸造工艺特点，提出减少表面微裂纹产生的建议措施。

在钛合金熔模   铸件制造过程中，表面会形成沾污层，目前对于表面沾污层的形成、测量、表征方面，众多科技人员做了较多   。

铸件表面微裂纹形貌的观察结果表明其开裂类型为冷裂，该类裂纹是在铸件冷却过程中形成的。该类裂纹的   一般不超过α层的厚度。文中铸件表层化学成分检测结果和刘爱辉等人   结果表明，α层的形成主要是由于钛合金中Ti的化学性质活泼，在浇注过程中易与铸型面层材料发生反应，铸型面层材料多为金属氧 化物，反应过程中面层材料的O扩散到钛合金中，形成了表面α层。α层在弯曲情况下，比内部   易于开裂，是铸件裂纹产生的薄弱位置。实际生产中，钛合金在与氧 化物面层铸型形成带有α层的铸件。液态合金在凝固过程接触型壳，进行热量交换，温度下降，先凝固，形成铸件表面，铸件内部后凝固。

结论

1)钛合金熔模   铸件的表层为片层组织粗大、硬度较高的富氧α层。在相同拉应力作用下或翘曲等应变的情况下，α层较铸件内部组织   易于裂纹的萌生和扩展。α层的存在增加了铸件裂纹产生的倾向性。

2)建议实际生产中采取如下措施减少钛合金铸件表面微裂纹的产生：圆盘式脚手架配件在设计铸件时，适当增大过渡圆角，减少壁厚差，在设计浇注系统时，采用同时凝固设计方案，这有利于减少铸造应力，进而减少表面微裂纹；对钛合金铸件采取打磨、酸洗等方法，去除表面α层，可以减少后工序中由补焊、热处理、热等静压等热工艺过程引起微裂纹的产生。

对钛铝基合金铸件发生裂纹的外貌进行观察后发现，裂纹的表面呈暗灰色，说明裂纹是在高温下形成的，为典型的热裂纹。关于热裂纹形成的温度范围和形成机理，至今仍有待深入   。主要存在以下两种说法。

(1)热裂是在凝固温度范围内近于固相线温度时形成的，或者说是在   结晶温度区间形成的，此时金属液处于固一液态；

(2)热裂是在凝固以后稍低于固相线温度下形成的。

由于TiAI基合金具有高熔点、低密度、模量、低扩散系数、良好的结构稳定性及优良的抗氧 化性和性，成为航空航天尤其是未来超声速飞行器的一种备选材料。其应用目的是要在   的应力和温度范围内替换较重的镍基或钛基合金，用TiAI基合金取代镍基高温合金作为飞机发动机的叶片是其应用目的之一。从已投产和正在研制的新一代商用飞机发动机来看，、新材料和新工艺是飞机发动机性能大幅提高的关键和亮点，TiAI基合金以其优良的特性成为飞机发动机叶片的理想材料。但是TiAI基合金的缺点是室温塑性和韧性低及可加工性差，加工制造比较困难。熔模   铸造的方法是一种近净成形的加工方法，并且成本较低，可以解决TiAI基合金加工困难的问题。由于TiAI基合金的液固相区窄(50~100℃），合金导热快、密度低，浇注时静压头小，因此填充和补缩能力差。TiAI基合金凝固收缩率大，热应力较大，铸件易产生裂纹，铸件的一次成型率较低。本章应用熔模   铸造的方法，采用合适的工艺成功浇注出了TiAI基合金的叶片。