液态金属冷却定向凝固工艺下大尺寸高温合金铸件的显微组织分布-论文.pdf

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1、Sep．2014铸造VOI．63NO．9FOUNDRY·883·一●●_■^～’、●‘·^●■●■^●、叮；新材料·新"1-艺{‘’，●■r●^，’r'_‘●—_-●'●一_液态金属冷却定向凝固工艺下大尺寸高温合金铸件的显微组织分布姜祥伟，李辉，楼琅’洪_(中国科学院金属研究所高温合金研究部，辽宁沈阳l10016)摘要：采用液态金属冷却工艺，对大尺寸定向凝固镍基高温合金铸件的显微组织分布、变化规律进行研究。结果表明：随铸件远离冷却盘，冷却速率逐步降低；利用二次枝晶间距与冷却速率之间的定量关系，经计算得出距离冷

2、却盘10mm、100mm、200mm和300mm位置的冷却速率分别为2K／s、1K／s、O．42K／s和0．26K／s。冷却速率的降低导致铸件不同位置的显微组织发生变化，包括枝晶组织发生粗化，MC碳化物由规则八面体形貌发展为汉字体形貌，显微缩松含量增加。冷却速率对枝晶组织的变化产生直接影响，而MC碳化物形貌和显微缩松含量变化主要由枝晶间距的变化而引起。关键词：液态金属冷却；冷却速率；枝晶；MC碳化物；缩松中图分类号：TG146文献标识码：A文章编号：1001—4977(2014)09—0883—04Micro

3、structureDistributionofLargeScaleDirectionallySolidifiedCastingProcessedbyLiquidMetalCoolingJIANGXiang—wei，LIHui，LOULang-hong(SuperalloysDivision，InstituteofMetalResearch，ChineseAcademyofSciences，Shenyang110016，Liaoning，China)AbsU'act：Theas—castmicrostructu

4、reindifferentpositionsofalargescaledirectionallysolidifiedcastingpreparedbyliquidmetalcooling(LMC)wasstudiedbyOMandSEM．Theresultsshowthatcoolingratedecreasesgraduallywiththeincreasingofthedistanceofsamplingpositionfromthechillplate．Accordingtotherelationshi

5、pbetweencoolingrateandsecondarydendritearmspacing,coolingrateintheareaswithdifferentdistancesfromthechil1platehasbeencalculated．Thecoolingratewithdistancesof10mm,100mm．200mmand300mmfromthechillplateis2K／s。1S。0．42Sand0．26l(／S．respectively．Withcoolingratedecr

6、easing,primaryandsecondarydendritearmspacingandareafractionofporosityincreaseandprimaryMCcarbideevolvedfromanoctahedralblockappearancetoChinese—scriptmorphology．Thedecreasingofcoolingrateresultsintheincreaseofdendritearmspacingdirectly,whichhasasignificante

7、ffectonevolutionofMCmorphologyandareafractionofdispersedshrinkage．Keywords：liquidmetalcooling；coolingrate；dendrite；MCcarbide；dispersedshrinkage相对传统高速凝固法(HRS)，液态金属冷却异，通常在叶片延伸段和榫头位置的枝晶间距、缩松(LMC)工艺采用液态金属作为冷却介质，提高了温度和共晶等显微组织显著增加。梯度和抽拉速度，使大尺寸铸件的组织更加细化，减在重型燃机叶片的定

8、向凝固制备过程中，假定凝小合金元素微观偏析，组织分布更加均匀，并大幅度固速率不变(近似抽拉速率)，但随着叶片不断远离冷减少了铸件中的缩孔、斑点和等轴晶等凝固缺陷[1_3J。却盘，叶片厚度增加，缘板位置截面发生突变，固液因此，LMC-T_艺尤其适合大尺寸定向和单晶工业燃气界面前沿的温度梯度不断降低，铸件的冷却速率也在轮机涡轮叶片的制备。但是，重型燃气轮机叶片的尺不断降低。冷却速率的变化将对合金枝晶间距