| 不同模组结构高效制备单晶叶片定向凝固过程的温度场及组织模拟 |
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| 引用本文： | 杨文超,撒世鹏,郝文硕,秦嘉润,张军,刘林.不同模组结构高效制备单晶叶片定向凝固过程的温度场及组织模拟[J].稀有金属材料与工程,2023,52(11):3847-3856. |
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| 作者姓名： | 杨文超 撒世鹏 郝文硕 秦嘉润 张军 刘林 |
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| 作者单位： | 西北工业大学,西北工业大学,西北工业大学,西北工业大学,西北工业大学,西北工业大学 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金（52071263），陕西省自然科学基础研究计划（2021JC-13），陕西省重点研发计划（2020ZDLGY13-02） |
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| 摘 要： | 针对18个单晶高温合金叶片高效制备过程中温度场不均匀而导致的杂晶缺陷问题，设计了3种不同的单晶叶片模组结构，采用ProCast软件和CAFE模块对第2代单晶高温合金DD6不同模组结构在高速凝固工艺下的温度场和晶粒组织进行模拟研究，分析了不同模组结构下叶片的温度场演化和抽拉速率对杂晶的影响。结果表明，单层模组由于中柱的保温作用较小，导致叶片近中柱侧的散热效率高于近炉壁侧，凝固过程固液界面弯曲严重，凝固过冷大，杂晶形成倾向大；通过对单层模组添加套筒，以加强保温作用，可有效改善温度场，减小固液界面弯曲程度，避免杂晶形核；而双层叠加模组温度场分布均匀，凝固过冷小，杂晶形成倾向小。套筒模组和双层叠加模组在抽拉速率小于100μm/s时均无杂晶形成，但双层叠加模组将模组直径缩小为其余2种模组结构的一半，降低了对炉体型腔尺寸的要求，有望实现单晶叶片的高效制备。
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| 关 键 词： | 模组结构 单晶叶片 定向凝固 数值模拟 |
| 收稿时间： | 2022/10/25 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2022/11/30 0:00:00 |
Temperature field and microstructure simulation of directional solidification process of single crystal blade prepared efficiently with different module structures |
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| Yang Wenchao,Sa Shipeng,Hao Wenshuo,Qin Jiarun,Zhang Jun and Liu Lin.Temperature field and microstructure simulation of directional solidification process of single crystal blade prepared efficiently with different module structures[J].Rare Metal Materials and Engineering,2023,52(11):3847-3856. |
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| Authors: | Yang Wenchao Sa Shipeng Hao Wenshuo Qin Jiarun Zhang Jun and Liu Lin |
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| Affiliation: | Northwestern Polytechnical University,Northwestern Polytechnical University,Northwestern Polytechnical University,Northwestern Polytechnical University,Northwestern Polytechnical University,Northwestern Polytechnical University |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | module structure single crystal blade directional solidification numerical simulation |
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