定向凝固过程中镍基高温合金双晶竞争生长分析-论文.pdf

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1、Vol-35NO．6铸造技术Jun．20l4FOUNDRYTECHNOLOGY·1267·定向凝固过程中镍基高温合金双晶竞争生长分析谢娜(1．陕西科技大学，陕西西安710021；2．陕西能源职业技术学院，陕西成阳712000)摘要：通过调整双籽晶<001>的取向进而控制晶体取向，使之处于不同的平面位置，并让晶粒在低速抽拉下生长．研究了双晶镍基高温合金AM3胞状枝晶界面在定向凝固过程中双晶粒的相对位置及其影响，并进行定向凝固过程中镍基高温合金双晶竞争生长分析。结果表明：当两籽晶<001>取向的偏差角度几乎一样时，两晶粒竞争生长主要是通过胞状枝晶干的物理阻挡；当两籽晶<001>取

2、向处于同一平面内时，伴随着凝固过程，在晶界处非常容易形成与原双籽晶<001>取向都不相同的晶粒。关键词：定向凝固；镍基高温合金；竞争生长中图分类号：TG244文献标识码：A文章编号：1000—8365(2014)06—1267—03AnalysisonMacleCompetitiveGrowthofNi-baseSuperAlloyinDirectionalSolidificationProcessXIENa1，(1．ShaanxiUniversityofScienceandTechnology，Xian710021，China；2．ShaanxiEnergyVocation

3、alTechnicalInstitute．Xianyang712000，China)Abstract：Theorientationofthedoubleseedcrystal<001>orientationwasadjustedtocontrolthecrystalorientationandmakeitindiferentsurfaceposition，atthesametimemakethegraingrowthinthelowwithdrawalrate．ThepositionofthedendriteinterfaceofdoublecrystalNi．basesup

4、eralloyAM3cellularanditsefectsintheprocessofdirectionalsolidificationwerestudied，andthedoublecrystalcompetitivegrowthofNi—basesuperalloywasanalyzed．Theresultsshowthat，whenthedeviationangleofthedoubleseed<001>orientationissame，doublegraincompetitivegrowthismainlythroughthephysicalbarrierofce

5、llulardendrite．Whenthedoubleseed<001>orientationisinthesameplane，alongwiththesolidificationprocess，thegrainwhichorientationisnotsamewiththeoriginaldoubleseed<001>orientationiseasyformed．Keywords：directionalsolidification；Ni—basesuperalloy；competitivegrowth目前，航天航空发动机以及燃气轮机的制造过程1实验方法中越来越多的应用定

6、向凝固镍基高温合金技术[11。由本文采用的实验设备为高温梯度定向凝固炉，于镍基高温合金为面心立方结构，且具有各向异实验材料为镍基单晶高温合金AM3，其化学成分(％)性，因此，在定向凝固的过程中很容易沿着<001>为：7．81Ni、5．23Cr、2．24Co、4．12Mo、6．21W、1．92Al、方向生长．这便显著的提高了高温合金叶片的使用3．19Ti，余量为Nie取两个籽晶<001>的取向放到母寿命[2]。但是，在现实的定向凝固过程中，叶片承受合金底下，随炉加热到1700℃，并保温25min。实的离心力和镍基高温合金中的<001>取向有偏差，验完成之后，对试件进行切取横截面

7、，打磨抛光后，因此．定向凝固过程中镍基高温合金双晶竞争生长对其金相组织在光学显微镜下进行观察，采用X射机制成为了今后研究的主要方向。本文通过调整双线衍射仪器对晶体取向进行分析。双籽晶取向的相籽晶<001>的取向进而控制晶体取向。使之处于不对位置如图1。双籽晶定向凝固的抽拉速率和取向同的平面位置．并让晶粒在低速抽拉下生长，进行关系见表1。定向凝固过程中镍基高温合金双晶竞争生长分析，研究晶粒竞争生长中双晶粒的相对位置对其的影2实验结果响。试样l、2、3以及4的双籽晶金相组织如图2。试样1双籽金相组织中晶粒A