定向凝固晶粒竞争生长研究进展-论文.pdf

《定向凝固晶粒竞争生长研究进展-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、铸造技术Vo1_35NO．6·1236·FOUNDRYTECHN0LOGYJun．2014定向凝固晶粒竞争生长研究进展字红雷，林鑫。李俊杰，王理林，黄卫东(西北工业大学凝固技术国家重点实验室，陕西西安710072)摘要：对定向凝固过程中不同取向晶粒竞争生长的理论、实验及模拟等三方面研究工作进行了评述。通过比较分析发现，现有经典理论模型在一定程度上可以解释某些晶粒竞争生长行为，但实验观测及计算模拟之中也发现了众多与现有理论预测不一致的结果，且由于体系维度、枝晶形貌及凝固条件上的差异，不同的观测结果之间存在较大差异，对晶粒

2、竞争生长规律目前还没有达成共识，更无相关定量化判据。综合现有研究结果，进一步系统考察各种因素对晶粒竞争生长的影响规律是本领域发展的重要方向．对工业进步及凝固理论科学的发展都将具有重要意义。关键词：定向凝固；双晶；竞争生长；汇聚；发散中图分类号：TG244文献标识码：A文章编号：1000．8365(2014)061236．05ResearchProgressonCompetitiveGrainGrowthinDirectionalSolidificationYUHonglei，LINXin，LIJuniie，Ⅵ，ANGL

3、ilin，HUANGWeidong(NorthwesternPolytechnicalUniversity，StateKeyLaboratoryofSolidificationProcessing，Xial710072，China)Abstract：Theresearchprogressonthecompetitivegraingrowthindirectionalsolidificationwassystematicallyreviewedthroughtheory，experimentandsimulationwo

4、rk．Itisfoundthattheclassicmodelcanexplainsomeofthecompetitionbehavior，butexperimentalobservationsandcomputersimulationalsohavefoundnumerousinconsistentresults．Duetothedifferencesinsystemdimension，dendriticmorphologyandsolidificationcondition，bigunconformitiesexi

5、stamongvariousobservations．Noconsensusofgraingrowthlawoncompetitionhastyetbeenreached，neitheristherearelatedquantitativecriterion．Basedontheexistingresearchresults，filrthersystematicstudyontheinfluenceofvariousfactorsonthecompetitivegraingrowthwillbeofgreatsigni

6、ficancetothedevelopmentofbothindustrialprogressandsolidificationtheory．Keywords：directionalsolidification；bi-crystal；competitivegrowth；converged；diverged定向凝固条件下制造的单晶材料，因其内部结法则要求采取合适的凝固参数，防止杂晶的形成或构具有特定取向，消除了晶界，因而比传统多晶材长大。实际上，工业实践中杂晶的存在是造成零件报料具有更好的高温力学性能。当前，定向凝固单晶

7、废的主要原因之一．与预设单晶生长方向不同的杂制备技术已广泛应用于发动机涡轮叶片和导向叶晶的存在，会大大削弱材料的高温力学性能。因此，片的制备生产之中．对发动机工作温度的提升及工研究不同晶体取向晶粒在定向凝固过程中的竞争生作效率的提高起到了重要作用。长行为，探求不同凝固条件对晶粒竞争过程的影响单晶结构的形成．主要通过两种方法实现：选晶机制．具有十分重要的科学和工程意义。法与籽晶法。选晶法是通过不同取向晶粒在特定形1经典理论模型状的选晶器中竞争淘汰．获得符合要求取向的晶粒：籽晶法则是在凝固起始端预置特定晶体取向的关于晶粒竞

8、争生长的研究．最早可追溯到1959晶粒。通过外延生长得到单晶材料。两者都涉及到年。Walton和Chalmerstll在研究铸锭中柱状晶区择目标晶粒与杂晶之间的竞争生长问题，选晶法的实优取向枝晶形成问题时指出。偏离热流方向生长的施本身就是不同取向晶粒之间的竞争过程，而籽晶枝晶(非择优取向枝晶)，相比沿热流方向生长的枝晶(择优取向枝