陈瑞润
,
丁宏升
,
郭景杰
,
梁富振
,
张子钦
,
毕维生
,
刘林
,
傅恒志
材料科学与工艺
为有效利用冷坩埚,更优控制工艺参数,获得良好冶金质量的铸棒,计算了冷坩埚连续熔铸与定向凝固Ti6A14V温度场,对冷坩埚熔凝条件下的边界条件、驼峰和运动单元作相应处理.计算结果表明:在52 kW,抽拉速度为1.2、3、4.8、6 mm/min时,随抽拉速度增加,送料棒熔化量减小,驼峰过热度变小,凝固界面位置下移,形状变凹;抽拉速度为1.2 mm/min时为平凝固界面.在抽拉速度为3 mm/min,功率为44、48、52 kW和56 kW时,随功率增大,送料棒熔化区域变大且过热度增加,驼峰体积增大且过热度增加,凝固界面位置下移,形状变凹;48 kW时为平凝固界面.工艺参数对凝固界面的影响计算结果与实验结果基本一致.
关键词:
冷坩埚
,
凝固界面
,
温度场
,
数值计算
陈瑞润
,
王纪超
,
马腾飞
,
郭景杰
,
丁宏升
,
苏彦庆
,
傅恒志
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2013.00550
利用无污染的电磁冷坩埚进行定向凝固,对大尺寸Ti44Al6Nb(原子分数,％)定向合金锭进行研究,研究了抽拉速率和加热功率对合金表面质量、固/液界面形态、枝晶形态以及相选择的影响.结果表明,随抽拉速率降低和功率增大,铸锭表面质量提高,它们通过改变熔体过热度和糊状区体积而影响铸锭的表面质量；随抽拉速率增加,凝固界面变凹,且晶粒宽度变大,抽拉速率超过临界值后,柱状晶不能连续生长；随功率增加,晶粒宽度减小；在抽拉速率较低或功率较高时,易发生CET转变；抽拉速率为0.5 mm/min时的初始凝固相为α相,其它抽拉速率下初始凝固相为β相.
关键词:
Ti44Al6Nb合金
,
冷坩埚
,
定向凝固
,
微观组织
丁宏升
,
尚子博
,
王永喆
,
陈瑞润
,
郭景杰
,
傅恒志
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00447
采用冷坩埚定向凝固技术制备了定向柱状晶的Ti-47Al-2Cr-2Nb合金铸锭,在改变抽拉速率的情况下,所获得的铸锭具有不同片层间距的全片层组织.通过拉伸性能实验,测得其室温极限抗拉强度最高达到652 MPa,伸长率最大达到1.5％,而高温极限抗拉强度最高达到490 MPa,伸长率最大达到5.0％.通过高周疲劳性能实验,绘制了抽拉速率分别为1.0和1.2 mm/min时定向凝固合金的应力-循环次数(S-N)曲线以及应力比R为0.1时的疲劳极限值.对比断口形貌分析表明,室温时试样拉伸断裂方式为脆性断裂,而经高周疲劳实验后断裂方式为脆性解理断裂;高温时试样拉伸断裂方式则为大部分脆性断裂与少部分延性断裂并存.对高周疲劳试样断口的分析表明,疲劳裂纹在相界面和B2相附近萌生,据此基于塑性钝化理论分析了其裂纹扩展机制,并绘制了高周疲劳裂纹扩展模式图.
关键词:
Ti-47Al-2Cr-2Nb合金
,
定向凝固
,
冷坩埚
,
拉伸性能
,
高周疲劳
