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1、Vol.27No.11铸造技术Nov.2006FOUNDRYTECHNOLOGY1165试验研究Research定向凝固ZMLMC法温度梯度的测定及其对凝固组织的影响张卫国,刘林,黄太文,张聚辉(西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072)摘要:对定向凝固区域熔化液态金属冷却法的固液界面前沿温度梯度进行了测定。在3mm/min的凝固速率下得到的温度梯度高达813K/cm,并且发现温度梯度随着凝固速率的增加而呈减小趋势。得出这种工艺下一次枝晶间距1与工艺参数即温度梯度G-0.5-0.25L和凝固速率V的对应关系,在此工艺参数下获得良好的定向组织。对试验数据1
2、与GL、V值进行线性回归,其线性回归关系式为:-0.5-0.251=-0.0032+0.0655GV。关键词:定向凝固;温度梯度;凝固速率;一次枝晶间距中图分类号:TG244文献标识码:A文章编号:10008365(2006)11116504DeterminingtheTemperatureMeasurementofTemperatureGradientonZMLMCDirectionalSolidificationApparatusandtheEffectofTemperatureGradientonSolidificationMicrostructureZHANGW
3、eiguo,LIULin,HUANGTaiwen,ZHANGJuhui(StateKeyLaboratoryofSolidificationProcessing,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xian710072,China)Abstract:ThetemperaturegradientinfrontofS/LinterfacewasmeasuredonZoneMeltingLiquidMetalCooling(ZMLMC)directionalsolidificationapparatus.Thetemperaturegradient
4、canreachupto813K/cmatsolidificationrateof3mm/min.Thetemperaturegradientisfoundtotoreducewithincreaseofwithdrawingspeed.Therelationbetweentheprimaryarmspacing1andprocessingparametertemperaturegradientGLandsolidificationrateVhasbeeninferred.Thepreferable-0.5directionalmicrostructureisobtainedund
5、erthisprocess.Thetestdata1andthevalueofGL.0.25Vhavebeenprocessedthroughlinearregression,andtherelationoflinearregressioncanbe-0.5-0.25expressedas:1=-0.0032+0.0655GV.Keywords:Directionalsolidification;Temperaturegradient;Solidificationrate;Primaryarmspacing定向凝固技术进步的一个主要标志就是凝固界面加热集中对凝固界面前沿液相进
6、行加热,从而有效地[1]前沿温度梯度的提高。特别是在单晶高温合金凝固提高了固/液界面前沿的温度梯度,所允许的抽拉速度过程中,固/液界面前沿温度梯度GL对于单晶生长效也大为增大,因此冷却速度得到提高,达到了亚快速凝[2]率以及单晶材料的质量具有重要的影响。区域熔化液固水平。快的冷却速度可以细化高温合金定向凝固态金属冷却法(ZMLMC法)就是一种高梯度定向凝固枝晶组织,从而大幅度提高了材料的力学性能,材料的方法,它是通过改变加热方式,在LMC(LigwidMetal持久强度、持久寿命、断面收缩率、伸长率、各项高温性[3]Cooling)法的基础上发展的一种新型定向凝固技术。能均得到大幅度的
7、提高。另外,它也为深入研究凝该方法将区域熔化与液态金属冷却相结合,利用感应固过程中的枝晶胞晶转变提供了试验基础。然而由于ZMLMC法工艺的特殊性,其温度梯[4]度随凝固速率的变化很大,且对于其固/液界面前收稿日期:20051103;修订日期:20060912沿温度梯度的测定比较困难,其界面前沿温度梯度基金项目:国家自然科学基金资助项目:50395100,10377012作者简介:张卫国(1979),陕西礼泉人,博士生.研究方向
