镍基单晶高温合金螺旋选晶过程的数值模拟

稀有金属材料与工程, 2013, 42(12): 2558-2562.

镍基单晶高温合金螺旋选晶过程的数值模拟

王柠 ^1, , 刘林 ^2, , 高斯峰 ^3, , 赵新宝 ^4, , 张军 ^5, , 傅恒志 ^6,

1.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072

2.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072

3.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072

4.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072

5.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072

6.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072

基金项目: 国家重点基础研究发展计划项目(2010CB631202,2011CB610406) 中国博士后科学基金(201104680) 国家自然科学基金项目(50827102,50931004)

关键词：晶粒选择 , 定向凝固 , CAFE , 镍基单晶高温合金 , 螺旋选晶器

Simulation of Grain Selection during Solidification of Ni base Single Crystal Superalloy in Spiral Grain Selector

Wang Ning ^1, , Liu Lin ^2, , Gao Sifeng ^3, , Zhao Xinbao ^4, , Zhang Jun ^5, , Fu Hengzhi ^6,

1.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072

2.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072

3.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072

4.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072

5.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072

6.西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072

Keywords： grain selection , directional solidification , CAFE , Ni-based single crystal superalloy , spiral grain selector

采用ProCAST&CAFE模型,模拟了选晶法制备镍基单晶高温合金DD3过程中的晶粒组织演化.结果表明,选晶器引晶段的主要作用是优化晶粒取向,随着距引晶段底部距离的增加,<001>晶向与热流方向偏离角较大的晶粒逐渐被淘汰,到达距引晶段底部26 mm处时,＜001＞取向的晶粒与热流方向之间的夹角平均值小于10°.螺旋选晶段的主要作用是获得单一晶粒,其对晶粒的取向没有优化作用.螺旋选晶过程中,靠近螺旋通道外侧的晶粒因受到螺旋通道较强的几何阻碍逐渐失去生长空间,而靠近螺旋通道内侧的晶粒通常被选为最终的单晶.螺旋选晶段对晶粒的选择或淘汰与该晶粒在螺旋通道内所处的位置(螺旋通道的内侧或外侧)有密切关系,而与晶粒的晶体学取向没有必然联系.

参考文献

[1]	Ross E W;O'Hara K S.[A].Warrendale:PA:TMS,1996:19.
[2]	Li J R;Zhao J Q;Liu S Z.[A].Warrendale:PA:TMS,2008:443.
[3]	MacKay RA;Maier R D .[J].Metallurgical Transactions,1982,13:1747.
[4]	Hesselbarth H W;Goebel I R .[J].Acta Metal Mater,1991,39:2135.
[5]	Brown S G R;Spitte J A .[J].Scripta Metallurgica et Materialia,1992,27(11):1599.
[6]	Rappaz M;Ch A Gandin .[J].Acta Metal Mater,1993,41:345.
[7]	Ch A Gandin;Rappaz M .[J].Acta Metal Mater,1994,42:2233.
[8]	Ch A Gandin;Rappaz M .[J].Acta Metal Mater,1997,45:2187.
[9]	Ch A Gandin;Rappaz M .[J].Metallurgical Transactions,1993,24:67.
[10]	Esaka H;Shinozuka K;Tamura M .[J].Material Science and Engineering,2005,413-414:151.
[11]	Dai H J;Gebelin J C;D'Souza N et al.[J].International Journal of Cast Metals Research,2009,22(1-4):54.
[12]	Dai H J;Gebelin J C;Newell M.[A].Warrendale:PA:TMS,2008:367.
[13]	Zheng Qing;Hou Guichen;Tian Weimin et al.[J].Transactions of Nonferrous Metals Society of China,2001,11:176.
[14]	Seo S M;Kim I S;Lee J H et al.[J].METALS AND MATERIALS INTERNATIONAL,2009,15:391.
[15]	Gao Sifeng;Liu Lin;Wang Ning et al.[J].Acta Metal Sin(金属学报),2011,47(10):1251.
[16]	Ph.Thévoz;Desbiolles J L .[J].Rappaz M Metal Trans,1989,A20:311.
[17]	Kurz W;Giovanola B;Trivedi R .[J].Acta Metal,1986,34:823.

上一张下一张

计量

下载量()
访问量()

作者相关

文章评分

您的评分：
1

0%
2

0%
3

0%
4

0%
5

0%

材料期刊网