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镍基高温合金CM247LC定向凝固组织的演化研究: 2024年; 采用Bridgman法以2.5 mm/min的抽拉速度制备高温合金CM247LC定向凝固试样,研究定向凝固高度方向上的组织演变。采用体视显微镜(SM)、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及JMatPro热力学计算软件、ProCAST铸造模拟软件等对铸态试样组织和性能进行表征和研究。结果表明,柱状晶粒的竞争生长主要发生于距水冷盘60 mm以下的高度范围内;枝晶臂间距的变化主要依赖于轴向温度梯度与生长速度的变化,随距水冷盘距离提升,枝晶臂间距增加的趋势变缓。CM247LC的铸态组织除γ枝晶外,还包括γ/γ'共晶和MC碳化物,其尺寸变化规律与枝晶臂间距一致。; 杨叶徐维台赵国平; 关键词：镍基高温合金定向凝固显微组织

不同冷却速率对GH4151高温合金定向凝固组织及元素偏析的影响: 2024年; 为了进一步降低合金凝固偏析程度和优化真空自耗冶炼(VAR)工艺,利用液态金属冷却法(LMC)对GH4151合金进行定向凝固实验,采用光学显微镜、扫描电镜及电子探针等研究了冷却速率对GH4151合金定向凝固组织及元素偏析的影响。结果表明:随着冷却速率的增加,一次枝晶间距λ_(1)及二次枝晶间距λ_(2)均逐渐减小,两者与冷却速率间满足相似的函数关系。而且,枝晶干及枝晶间γ′相尺寸也随冷却速率的增加逐渐减小,组织均匀性提高。对凝固组织元素成分分布的电子探针分析表明:GH4151合金主要偏析元素为W、Nb、Ti,偏离程度在20%以上,且3种元素显微偏析程度均随冷却速率的增加而加重,原因在于随着冷却速率增加,凝固前沿固相层可供溶质扩散的时间减少,扩散效果减弱。; 黄科杰孙悦张麦仓唐超吕少敏曲敬龙; 关键词：冷却速率定向凝固凝固组织显微偏析

NbC纤维增强共晶镍基合金的超高梯度定向凝固组织研究: 2024年; 采用液态金属冷却定向凝固工艺制备NbC纤维增强高温共晶镍基合金。利用SEM、XRD、EDS和EPMA等测试方法,对NbC纤维增强高温共晶镍基合金不同区域的显微组织及形成机理进行分析,随后分别改变抽拉速率(2、7、12μm/s)和熔体温度(1 550、1 580、1 600℃),研究工艺参数对合金组织的影响。根据组织类型及形态不同,可将定向凝固高温共晶镍基合金分为启动区与复合区两个区域,启动区以大块状的富Nb和富W碳化物为主,而位于启动区之上的复合区主要分布定向排列的NbC纤维。定向凝固过程中NbC纤维的生长可划分为3个阶段,即启动阶段、多取向竞争阶段和稳定阶段。随抽拉速率增大,纤维体积分数增大,纤维中C、Nb和W质量分数降低,且Nb含量下降更显著。随熔体温度升高,纤维体积分数、横截面积以及间距皆增大,纤维中C、Nb和W质量分数升高,且W含量上升更显著。; 裴家纬杨敏杨东伟崔婷婷杨帆郭敏杨文超张军; 关键词：凝固组织熔体温度抽拉速率

强制流动对Mg–9%Al合金定向凝固组织演化的模拟研究被引量：1: 2024年; 基于欧拉多相流技术与元胞自动机方法构建了镁合金凝固组织预测模型,研究了无流动、x方向流动和y方向流动三种条件下Mg–9%Al合金定向凝固过程中的成分和组织演化过程.研究结果表明,无流动作用时镁合金枝晶呈现互为60°夹角生长,并在凝固后期出现与一次枝晶呈60°夹角二次枝晶形貌,凝固组织具有密排六方(HCP)晶体结构特征,验证了该模型的可靠性.由于x方向的流动作用下,与无流动结果相比较,迎流方向枝晶生长较快并出现发达的二次枝晶形貌,研究表明由于枝晶前端排出的溶质受流动影响被运输到枝晶后端区域,从而使前端区域具有更大的过冷度,提升了凝固驱动力.由于y方向流动的存在,枝晶呈现不对称生长,其中部分枝晶生长方向偏转约3°,研究表明迎流枝晶前沿的溶质被运输并富集在其他枝晶生长区域,最终使其发生了生长偏转;进一步分析枝晶生长前沿的流场和成分分布信息发现,枝晶生长过程中流动u1∇c1引起的值在固液界面处的不对称分布是导致枝晶生长发生偏转的主要原因.; 葛鸿浩王永新田锡天陆如辉; 关键词：镁合金元胞自动机定向凝固

Nb_(30)Ti_(35)Co_(35)合金定向凝固组织演化和显微硬度研究: 2024年; 三元以及多元合金凝固过程中,多组元间相互耦合和溶质再分配造成其凝固路径及其组织异常复杂,到目前为止尚未建立起完整统一的三元共晶凝固理论模型,凝固组织和机械性能的本质关系亟待研究。基于此,针对Nb_(30)Ti_(35)Co_(35)共晶合金(实测Nb_(31)Ti_(34)Co_(35))开展了不同抽拉速率(v=3,5,15,30,70μm·s^(-1))下的定向凝固实验研究,测量其显微硬度(H),旨在探索不同抽拉速率下合金的微观组织演化规律,并构建组织和性能之间的关系。结果表明:除极少量初生α-Nb外,常规铸态合金几乎完全由共晶(α-Nb+TiCo)组织构成,相类似地,定向凝固合金组织中也含有相同的组织类型(少量的Ti_(2)Co除外),即初生α-Nb和共晶(α-Nb+TiCo)组织;随着抽拉速率的逐渐增加,初生相α-Nb依次经历了“圆球状→团簇状→枝晶状”的转变,稳态生长区内共晶组织逐渐粗化,共晶排列不规则且相间距明显变大,淬火界面失稳并依次经历胞状界面到枝晶状界面转变;另外,与常规铸态合金相比较,定向凝固后合金的显微硬度明显提升并随着抽拉速率的减小而显著增加,二者关系为H=222.4+v^(-0.4328)+319.8,其中,抽拉速率为3μm·s^(-1)时的合金显微硬度值最大,为HV_(0.3)462,约为铸态合金的1.5倍。证实了定向凝固工艺可以调控合金显微组织,进而有效提高Nb-Ti-Co合金机械性能。; 王豪闫二虎王金华褚海亮邹勇进孙立贤; 关键词：定向凝固显微硬度

重力对高温合金定向凝固组织的影响: 2023年; 分别利用常规下抽拉法与新型上提拉法进行不同方向的高温合金定向凝固实验,对比研究重力对单晶铸件凝固组织的影响。结果表明,在常规下抽拉法实验的向上凝固过程中,容易出现雀斑、γ/γ’共晶上聚和籽晶回熔紊乱等问题。原因是糊状区内液体由于元素偏析引起密度减小,在重力作用下形成了上重下轻的失稳状态并引起对流。而通过新型上提拉法实现的顺重力凝固过程中,密度减小的液体处于糊状区上端,形成上轻下重的稳定状态,使重力的作用由失稳因素转化为维持稳定的因素,抑制了液体对流的产生与发展。采用新型上提拉法制备的单晶铸件中彻底消除了雀斑缺陷,抑制了γ/γ’共晶组织的向上聚集,也保证了低密度籽晶稳定的回熔和外延生长。顺重力定向凝固技术从根本上消除了重力对高温合金定向凝固的不良影响,有希望发展成为新一代的先进单晶叶片成型技术。; 马德新赵运兴徐维台王富; 关键词：高温合金定向凝固凝固组织

一种激光增材制造镍基高温合金定向凝固组织的制备方法: 本发明公开了一种激光增材制造镍基高温合金定向凝固组织的制备方法。该方法通过安装冷却装置，增加成形过程中的温度梯度，同时结合基板晶粒取向的转动以及选择合适的搭接率和层厚，始终保证成形过程中熔池侧边沿法向与基板[001]取向...; 隋尚陈静李祚赵轩姚波

一种短流程连续制备铌硅合金定向凝固组织的设备与方法: 本发明涉及一种短流程连续制备铌硅合金定向凝固组织的设备与方法，箱体的上端连接有箱盖，箱盖的下端固定有送料器和送料棒，箱盖固定有连接杆，连接杆固定有固定片，固定片固定有锥形水冷钢漏斗，锥形水冷钢漏斗的下端设置有弯曲通道，弯...; 王琪陈瑞润方虹泽丁鑫王亮苏彦庆郭景杰

重型燃气轮机用大尺寸高温合金叶片定向凝固组织控制研究: 重型燃气轮机用高温合金定向凝固涡轮叶片因尺寸大和易于产生凝固缺陷,导致其制造成品率低,已成为制约我国燃气轮机技术发展的瓶颈之一。本文以300MW重型燃气轮机大尺寸定向柱晶和单晶叶片为对象,实验研究了常规高速定向凝固（Hi...; 李丰文; 关键词：凝固组织

微合金化高铌TiAl基合金定向凝固组织与力学性能: TiAl基合金由于密度低、比强度和比模量高、耐高温和抗蠕变性能优异等特点，在航空航天领域有着非常广阔的应用前景。合金化和定向凝固是通过组织调控来实现TiAl基合金性能提高的重要手段。以高铌TiAl基合金为代表的第三代Ti...; 徐雪松; 关键词：微合金化定向凝固显微组织力学性能

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