罗志坚 张显苗 胡纯蓉 李文元 廖翠姣

1.湖南工业大学

机械工程学院

湖南 株洲 412007

2.湖南工业大学

计算机学院

湖南 株洲 412007

1 研究现状

为了满足航空发动机轻质、高效、低能耗的要求[1-2]，TiAl合金成为替代航空发动机叶片、叶盘所使用的镍基高温合金的首选材料。TiAl合金具有密度低（约为4 g/cm3）、比强度和比刚度高、抗氧化性好、耐腐蚀性能好等优点，但室温下其化学亲和性高，延展性和导热系数低，因而采用传统机械加工TiAl合金的难度大，刀具磨损剧烈，加工表面完整性差[3-8]。

近几年，电解加工（electrochemical machining，ECM）在难切削材料、复杂结构件的加工中体现出显著优势：材料去除率高，无刀具磨损、残余应力、裂纹、毛刺、重铸层，加工表面质量高，因而在航空航天领域得到广泛应用[9-10]。研究者们围绕TiAl合金的ECM作了不少研究[11-13]，主要研究了不同微观组织TiAl合金在不同工艺、不同参数下的表面加工效果，通过调整参数，获得的最佳表面粗糙度Ra为0.36 μm[11]，材料去除率为273 mm3/min[13]，加工质量和效率都有较大提升。

揭示合金的电化学溶解行为是研究电解加工机理、改善表面加工质量、提高加工效率的关键。Wang Y.D.等[14]采用循环伏安法研究了Ti-48Al-2Cr-2Nb和Ti-45Al-2Mn-2Nb +0.8 vol% TiB2XD的阳极溶解行为，经-2～4V低电压腐蚀后，样品表面均发生了点蚀，但TiAl45XD的腐蚀程度比Ti-48Al-2Cr-2Nb低。M.Weinmann和D.Baehre等[15-16]研究了金属间化合物Ti60A140在10 V以下的电化学溶解行为，并与纯钛、Ti90A16V4比较，实验结果表明，钛的含量越高，合金溶解越难。Wang Y.D.等[17]研究了经铸造和挤压成型的Ti-48Al-2Cr-2Nb合金在NaNO3中的电化学溶解行为，发现挤压和铸态Ti-48Al-2Cr-2Nb合金的溶解形态有明显差异，前者呈沟槽状溶解，而后者呈现片层均匀腐蚀，在低电流密度下存在严重的晶间腐蚀。……