葛丙明刘林张胜霞张军李亚峰傅恒志
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00355
应用液态金属冷却(LMC)和高速凝固(HRS)定向凝固技术, 对DZ125高温合金叶片状铸件在不同抽拉速率下的组织演变规律进行了研究,并对比研究了LMC和HRS法所得铸件的微观组织. 结果表明, 同一定向凝固方法下, 随抽拉速率的提高, 铸件枝晶组织及γ'析出相得到细化; 应用LMC技术所制备铸件的枝晶组织和γ'析出相较相同抽拉速率HRS方法时更为细小; 相同工艺参数下LMC和HRS方法所制备铸件一次枝晶间距的差异随铸件壁厚及抽拉速率的增大而更显著. 通过对固/液界面前沿温度梯度进行估算发现, LMC方法可获得更高的温度梯度, 且其温度梯度受抽拉速率变化影响较HRS更小. 除70 μm/s抽拉速率外, LMC法所得γ+γ'共晶组织的含量均显著少于HRS方法; 70 μm/s抽拉速率时, LMC法产生的偏析较严重, 而其余凝固条件下偏析程度较相同工艺参数下HRS轻. 110 μm/s抽拉速率时, HRS方法较LMC方法制备铸件中MC型碳化物尺寸更大.
关键词:
镍基高温合金
,
directional solidification
,
withdrawal rate
,
thermal gradient
,
liquid metal cooling
,
high rate solidification
葛丙明
,
刘林
,
赵新宝
,
黄太文
,
张军
,
傅恒志
稀有金属材料与工程
对应用液态金属冷却(LMC)和高速凝固(HRS)方法制备的叶片状高温合金铸件的铸态组织进行了研究,以比较2种定向凝固方法的优缺点.分别对沿铸件凝固方向不同截面位置处的晶粒取向、一次枝晶间距和γ’相尺寸进行了分析.结果表明,对于HRS铸件的中部截面,枝晶的<001>方向偏离铸件轴向的最大角度在抽拉速率由40 μm/s提高至110 μm/s的过程中不断减小.在70 μm/s的抽拉速度下,LMC铸件中部截面处的中心区域内晶粒的最大偏离角度要大于HRS铸件的相应位置处的偏离角,但是晶粒的整体取向却呈现较HRS铸件更集中的趋势.铸件项部截面处的枝晶组织比中部截面处要粗大,这种现象在HRS铸件中更严重.γ’相尺寸在铸件由叶身位置凝固至平台位置的过程中不断粗化.但当抽拉速率高于70 μm/s时,叶身位置和平台位置之间γ’相尺寸之间的差异在LMC铸件中更小.
关键词:
镍基高温合金
,
定向凝固
,
晶体取向
,
液态金属冷却
,
高速凝固法
卢玉章
,
席会杰
,
申健
,
郑伟
,
谢光
,
楼琅洪
,
张健
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00449
利用高温度梯度定向凝固-液态金属冷却(LMC)技术制备了重型燃机定向结晶空心高压涡轮叶片,采用ProCAST有限元模拟软件计算了LMC定向凝固工艺下,不同抽拉速率时空心定向结晶叶片凝固过程的温度场、晶粒组织以及一次枝晶间距(PDAS),预测了抽拉速率对杂晶、雀斑等缺陷的影响.结果表明,模拟结果与实验结果吻合良好.随着抽拉速率增加,叶片的凝固速率、冷却速率均增加,远高于高速凝固法(HRS)的凝固速率、冷却速率;叶片不同部位达到最大纵向温度梯度时的抽拉速率不同,纵向温度梯度是评价定向工艺的有效方法;LMC工艺制备的燃机叶片消除了雀斑缺陷,PDAS远小于HRS工艺.
关键词:
液态金属冷却
,
定向凝固
,
重型燃机叶片
,
数值模拟
