《表4 Ti-5Al-2.5Sn ELI粉末合金的力学性能Table 4 Mechanical properties of Ti-5Al-2.5Sn ELI alloy》

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《Ti-5Al-2.5Sn ELI粉末合金的力学性能》

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叶轮零件是典型的回转体构件，考虑求解问题的对称性取某一对称截面的二分之一进行二维模拟分析。粉末坯料尺寸收缩模拟结果，如图9所示。可以看出，叶轮构件在热等静压成型中轴向收缩约22.3%，径向收缩约13%。经过反复优化模具和3次迭代数值求解，模拟结果基本满足零件最终尺寸的要求。文献[29]使用该模型对钛合金粉末零件的模拟精度控制在2%以内，并成功成型了Ti55大型薄壁异形筒体结构。采用模拟结果反馈的包套/模具，粉末填充后进行热等静压成型，经机加工-酸洗工艺去除包套/模具后得到的叶轮毛坯件，如图10所示。对叶轮毛坯件进行刨切，实际尺寸和零件设计尺寸的对比结果列于表3。可以看出，有限元仿真可以优化包套/模具设计，制备的毛坯件尺寸基本满足设计需求。叶轮毛坯件本体的力学性能列于表4。可以看出，粉末冶金叶轮的力学性能接近变形Ti-5Al2.5Sn ELI合金的水平。