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燃气轮机叶片的工作环境恶劣,要求叶片在高温下应具良好的综合机械性能.因此对叶片的检测验收标准极为严格.该文针对某镍基高温合金燃气轮机叶片出现废品率高的问题,通过X-ray和SEM/EDX等手段进行了检测和分析,并采用计算机数值模拟软件Anycasting进行分析和预测.对叶片X-ray检测发现缺陷有两种:一种是缩松缺陷,另一种是夹杂物.缩松缺陷一般分布在叶片中上部的最厚部位,而夹杂物一般呈不规则分布.通过对夹杂物缺陷SEM/EDX检测,发现缺陷部位镁元素含量很高,通过对型壳制备工艺和高温合金熔炼、浇注工艺的分析,确定了夹杂物是炉衬材料的氧化镁颗粒.为提出工艺改进措施提供了依据.为了获得准确的模拟结果,进行了模拟件的浇注及测温实验,并获得实际测温曲线,采用计算机数值模拟软件Anycasting对测温试验进行数值模拟,得出与实际测温曲线匹配的温度曲线,从而得到陶瓷型壳的换热系数、陶瓷型壳与环境的换热系数和叶片内部的温度分布.采用计算机数值模拟软件Anycasting对原精铸工艺、提高型壳预热温度和包保温毡改进工艺进行了数值模拟,对比分析了模拟结果,发现采用包保温毡工艺比原工艺的凝固时间提高很多,并对顺序凝固、缩松倾向有一定的改善.提高型壳预热温度工艺对凝固时间、顺序凝固和缩松倾向基本没有改善.模拟结果包保温毡工艺优于提高型壳预热温度工艺实施包保温毡工艺进行两个批次实际浇注,通过X-ray检测,原工艺的合格率平均为11﹪;采用包保温毡工艺的合格率平均达到33﹪,并对同一批次两种工艺浇注的叶片进行高温力学性能的测试,均达到了使用要求,提高了产品的合格率.研究表明采用数值模拟技术对精密铸造工艺进行模拟,可以有效地分析改进工艺的可行性,根据模拟结果实施改进工艺,大大节约了生产成本和缩短了生产周期.