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相似文献
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1.
单晶高温合金定向凝固过程中晶体竞争生长观察   总被引:6,自引:0,他引:6  
傅恒志  何国  李建国 《金属学报》1997,33(12):1233-1238
本文选用镍基单晶高温合金,用籽晶法控制各晶粒的晶体取向,进行了多晶组合的竞争生长实验,模拟了定向凝固中不同晶体取向晶粒间的生长过程与竞争规律,结果表明:晶粒的竞争生长过程取决于晶粒的相对取向关系及其与热流方向的夹角,择优生长方向与热流方向最接近的晶粒将淘汰其它晶粒并逐渐占据整个试样截面,当两个晶粒的择优生长方向都与热流方向不平行且大发散角方式组合时,两晶粒间可出现第三个晶粒并最最终扩展至整个试样截  相似文献   

2.
提出了一种采用柱状晶辅助选晶的制备镍基单晶高温合金的方法。采用金相显微镜和电子背散射衍射(EBSD)等方法表征了单晶制备过程中显微组织及晶体取向。结果表明:柱状晶部分熔化,柱状晶边缘回熔界面附近形成大量杂晶,但只有<001>方向偏离定向凝固方向较小的晶粒能够长大。采用柱状晶选晶的方法能够在螺旋选晶器出口处获得<001>方向偏离定向凝固方向小于8°的单晶铸件。  相似文献   

3.
在高梯度定向凝固装置中采用枝晶方向与热流偏离的籽晶制备AM3晶体,分析晶体生长过程中杂晶的形核原理和不同晶粒的竞争淘汰机制。结果表明,枝晶方向与热流偏离造成的过冷可促使杂晶的形成。枝晶生长方向与热流偏离较大的晶粒在一定条件下可淘汰枝晶方向与热流接近的晶粒;晶粒的竞争与淘汰过程受晶粒间枝晶的相对位向、晶粒生长方向与热流方向的夹角大小、晶粒的晶体取向等因素有关。  相似文献   

4.
采用籽晶法控制晶体取向,研究了不同抽拉速率下镍基高温合金汇聚型双晶的竞争生长.结果表明,低抽拉速率下,非择优枝晶能够穿插进入择优枝晶间的液相通道,抑制择优枝晶的生长,使晶界向择优晶粒方向偏移.高抽拉速率下,非择优枝晶几乎全部被晶界择优枝晶阻挡,晶界与择优枝晶干平行.非择优枝晶进入择优枝晶间的液相通道使择优枝晶萎缩消失是非择优晶粒淘汰择优晶粒的主要因素,并以此提出了抽拉速率对竞争生长的影响机制.  相似文献   

5.
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  相似文献   

6.
采用CAFE模型(Cellular automata finite element method)模拟第二代镍基高温合金CMSX4凝固过程中的晶粒生长,并探讨浇注温度和冷却速度对凝固组织的影响。结果表明:凝固开始时,首先在铸锭底部会形成一层取向随机的细小等轴晶,由于晶粒间的竞争生长,晶粒数目减小,晶粒尺寸增大,?001?晶向与热流方向偏离角较大的晶粒逐渐被偏离角较小的晶粒淘汰。浇注温度的提高会使晶粒尺寸变大、晶粒数目变小,而冷却速度的升高却会使晶粒尺寸变小,与理论分析一致。  相似文献   

7.
镍基双晶高温合金定向凝固过程中的竞争生长   总被引:1,自引:0,他引:1  
研究了镍基双晶高温合金定向凝固过程中的竞争生长.实验结果表明:当原始籽晶一次枝晶方向均平行于热流方向且二次枝晶取向不同时,定向凝固过程中双晶共存,但双晶的界面存在波动,抽拉速率对其影响不大.当原始籽晶一次枝晶([001])异面并保持其中一组二次枝晶取向([010]相同时,双晶竞争生长过程是一个三维竞争生长过程.晶粒竞争...  相似文献   

8.
再结晶是影响高温合金高温蠕变性能的重要因素。以DD6镍基单晶高温合金为研究对象,建立了再结晶过程中形核生长、储能分布、晶粒长大的数学模型,利用计算机模拟技术分析了材料热处理过程中再结晶的整个过程和动力学曲线。该研究为镍基单晶高温合金生产过程中的蠕变性能优化提供了参考。  相似文献   

9.
高斯峰  刘林  王柠  赵新宝  张军  傅恒志 《金属学报》2011,(10):1251-1256
采用选晶法在改进的Bridgman定向凝固炉上进行镍基单晶高温合金DD3定向凝固实验,研究了选晶法制备镍基单晶高温合金过程中晶粒组织演化和螺旋选晶行为,采用电子背散射衍射(EBSD)技术对晶粒的竞争过程进行分析.结果表明,选晶器引晶段的主要作用是优化晶粒取向,获得取向良好的<001>定向凝固组织.在距激冷板36.1 m...  相似文献   

10.
Zn—Al合金热型连铸定向凝固的晶体生长机理   总被引:6,自引:0,他引:6  
马颖  郝远  阎峰云  刘洪军 《金属学报》2001,37(2):202-206
对热型连铸条件下Zn-Al系列合金引锭时的晶体形核和随后的本的竞争生长过程进行了探讨,组织观察表明,单向热流条件下引锭端部生核的晶粒当其枝晶择优生长方向与热流方向一致时才能生长,其它取向的晶粒逐渐被淘汰,合金的凝固特性对选晶过程有极大的影响,ZA5和ZA8合金由于凝固范围窄,晶体直接由引锭端部的晶粒通过竞争生长获得柱状晶组织,ZA12,ZA22和ZA27含Al量高,凝固范围宽,其平行柱状晶组织是从引锭端部的等轴晶区发展而来的。  相似文献   

11.
刘健  彭钦  谢建新 《金属学报》2021,57(2):191-204
采用OM和SEM对选区激光熔化René88DT高温合金显微组织进行了表征,分析了制备参数对晶粒组织及冶金缺陷的影响。结果表明,制备参数可以影响合金凝固过程中胞状枝晶的择优生长方向,进而影响晶粒的形貌和尺寸。在低热输入以及67°层间扫描转角条件下,不同取向的枝晶相互竞争生长,使试样的组织呈现近等轴晶;采用高热输入以及0°层间扫描转角制备的试样,因其枝晶能够跨越多个沉积层连续外延生长而形成了柱状晶组织。采用90°层间扫描转角制备的试样晶粒组织为柱状晶,但其长径比低于0°层间扫描转角制备的试样,且由于金属蒸气烟尘的遮蔽作用导致试样在相互垂直的扫描方向上产生了各向异性。试样内部的冶金缺陷主要为低熔点共晶液化所导致的沿晶界分布的凝固裂纹,等轴晶组织阻碍凝固裂纹的扩展能力远高于柱状晶组织,后者裂纹密度是前者的22倍。考虑成形质量及服役条件,67°层间扫描转角以及较低的热输入是适合René88DT合金的选区激光熔化制备参数。  相似文献   

12.
采用短波长特征X射线衍射方法,无损测定镍基高温合金定向结晶叶片内部晶体取向及其分布,阐述其测定原理。通过单点扫描的方式,实现对定向结晶叶片内部一条直线上晶体取向分布的无损检测;通过分析衍射峰宽,实现扫描方向上晶粒尺寸的测量;结合内部晶体取向及扫描测试结果,确定样品内部不同取向的晶粒至少存在5个;通过晶体取向角的梯度变化特征探讨晶界类型的区分。为短波长特征X射线衍射技术用于无损检测定向结晶以及单晶叶片内部晶体缺陷奠定基础。  相似文献   

13.
深入理解高温合金定向凝固杂晶演化具有重要的科学和工程意义,其中枝晶竞争生长是揭示晶界演化与淘汰的关键环节。定向凝固双晶竞争生长的实验研究证实了传统尖端过冷度理论的局限性,定量相场模拟的研究获得了大量统计规律,促进了人们对定向凝固双晶竞争生长的理解。本研究在薄板状试样的定向凝固过程中,同时获得了大量的不同取向竞争生长的枝晶,通过拼接金相显微组织同时获得多个晶界的取向演化规律。结果表明,枝晶列竞争生长主要通过晶界两侧不同取向一次枝晶臂及二次枝晶臂的交互作用实现。在汇聚生长过程中,择优枝晶一次臂阻挡非择优枝晶,并且择优枝晶自身无法形成三次臂,导致晶界方向沿择优枝晶生长方向。发散生长过程中,处于温度梯度方向一侧时,两列枝晶的竞争生长方式以非择优枝晶新生三次臂为主,晶界以沿择优枝晶方向生长为主;当两列枝晶处于温度梯度不同侧时,两列枝晶均有三次臂新生的概率,其晶界在两列枝晶取向之间。实验统计结果给出了晶界随两列竞争生长枝晶的取向的变化规律,与定量相场模拟结果吻合。商业软件ProCAST的CAFE计算晶粒定向竞争生长晶界演化统计结果与实验结果存在较大偏差,其主要原因是CAFE仅给出晶粒尺度的轮廓信息,未考虑溶质扩散及二次臂的竞争。本研究获得的薄板状试样枝晶竞争生长的统计规律,对认识高温合金定向凝固过程中晶界取向的演化具有重要的意义,对柱状晶叶片的制备具有指导意义。  相似文献   

14.
在高温度梯度定向凝固炉中分别采用选晶法和籽晶法制备单晶高温合金,并采用XRD测定单晶的取向特征。结果表明,采用选晶法制备单晶高温合金时,在激冷板上随机形核的晶粒经过起晶段的竞争生长和螺旋段的选晶作用后,最终获得具有择优取向<001>的单晶。采用籽晶法制备单晶高温合金时,通过重熔籽晶的外延生长,所获得的单晶取向与籽晶取向保持一致。  相似文献   

15.
对单晶DD3与粉末细晶FGH4095高温合金摩擦焊接接头,采用光学显微镜及SEM-EDS分析了接头组织、焊合区成分变化及接头连接机理.结果表明,焊合区两侧材料均形成了动态再结晶晶粒;连接界面位于两侧动态再结晶晶粒之间;连接界面两侧合金元素发生了扩散;两侧动态再结晶晶粒均有向对方弓形凸入长大的趋势,通过形成共同晶粒,实现两种异质材料的连接;FGH4095侧的动态再结晶晶粒向DD3一侧长大的趋势较大.DD3与FGH4095摩擦焊接过程中发生了摩擦面转移,实际的摩擦变形主要在DD3摩擦带内部,接头组织变化梯度大.  相似文献   

16.
使用有限元数值模拟和实验方法对DD6合金选晶器定向凝固过程的温度影响、晶粒组织以及晶粒生长进行了研究,结果表明温度场模拟与选晶器定向凝固过程的温度变化基本相符,晶粒组织生长的模拟能够反映晶粒竞争生长实际情况,与实验试样基本相一致。由于取向与温度梯度不一致晶粒的位置被取代,使得引晶段中的晶粒平均半径随着高度增加而增大,晶粒密度不断减少,两者有负指数关系。对比了螺旋段不同高度截面EBSD晶粒取向实验成像与晶粒模拟结果,组织模拟与实验结果较为吻合。通过分析螺旋通道中的晶粒竞争生长关系,位于螺旋通道内侧和上部的晶粒更具有位置优势,容易被选晶器选出。  相似文献   

17.
单晶高温合金的选晶行为   总被引:2,自引:0,他引:2  
对高温合金单晶选晶生长工艺进行了实验研究,揭示了螺旋选晶器和缩颈选晶器的原理,实验结果表明,在螺旋选晶器中,晶体横向拚优生长与螺旋结构的耦合作用,形成连续选晶过程,是螺旋选晶的主要原理,其选晶作用良好;而在缩颈选晶器中,几乎只存在单一的机械阻隔选晶行为,多重缩颈结构对于改善选晶作用并不明显,选晶效果不好。  相似文献   

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