本節(jié)主要以圖解的方式對(duì)鑄件表面分析做簡單介紹。由于鈦合金熔點(diǎn)高、化學(xué)活性強(qiáng)，熔煉與澆注必須在真空或惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行。本實(shí)驗(yàn)采用水冷銅坩堝真空感應(yīng)爐進(jìn)行熔煉和澆注，其主要工藝參數(shù)如表3。采用Ti-6Al-4V合金，所鑄造的為一種航空航天構(gòu)件，尺寸為150mm×100mm，厚度2.5mm，型殼預(yù)熱溫度300℃，重力澆注，澆注后型殼完好，沒有開裂。　

鈦合金主要熔煉參數(shù)
Table3　Main melting parameters of Ti alloy

#FormatTableID_0#

鈦合金鑄件
Fig 3. A casting of titanium alloy

    　鑄件表面質(zhì)量分析

　　所鑄鑄件表面呈銀白色，鑄件輪廓清晰，表面無流痕和冷隔。表面粗糙度Ra6.3μm。
　　對(duì)鑄件進(jìn)行X光衍射分析表明，鑄件表面有Ti，ZrO₂和Ti₂O，產(chǎn)生Ti₂O的原因是在高溫下ZrO₂與Ti發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)方程式如下：

ZrO₂+Ti=Zr+TiO_x+O_y

Zr和O向鈦鑄件中擴(kuò)散，構(gòu)成了反應(yīng)層。
　　對(duì)鑄件截面進(jìn)行電子探針檢測，測量鋯截面的線分布和面分布，其結(jié)果如圖4所示。鑄件中鋯的反應(yīng)深度為25～50μm。

　鋯的線分布和面分布探針照片　(a) 鑄件顯微組織;(b) 線分布;(c) 面分布
Fig.4　Distribution of Zr　(a) Microstructure;(b) Linear;(c) Planar

　　總結(jié)：采用水冷銅坩堝真空感應(yīng)爐鑄造出了完整清晰的航天用鏟形件，鑄件的外形尺寸為150mm×100mm，厚度為2.5mm。鑄件表面粗糙度Ra=6.3μm，反應(yīng)層厚度為25～50μm。