精密成形工程

作者：杨振宇, 陈昊, 胡松松, 郑素杰, 骆凯伦, 骆宇时, 戴圣龙

单位：1.中国航发北京航空材料研究院 先进高温结构材料重点实验室,北京 100095; <br>2.空军装备部驻北京地区第六军事代表室,北京 101300; <br>3.湘潭大学 材料科学与工程学院,湖南 湘潭 411105

关键词：导向叶片,组模方式,杂晶,缩松,温度场

基金：国家自然科学基金（52301064）

目的 探究叶身垂直与倾斜2种组模方式对单晶导向叶片定向凝固过程的影响及其机制,为单晶导向叶片定向凝固工艺的优化与工业生产提供技术参考和理论依据。方法 采用ProCAST+CAFE模拟叶身垂直与倾斜40&#x000b0;下定向凝固过程中的温度场、过冷度及晶粒组织演变;采用预埋籽晶法制备倾斜组模导向叶片,进行金相观察,并使用EBSD测定晶体取向。结果 在垂直组模下,随着凝固过程的推进,固液界面由初始的近平面形态逐渐演变为叶身中上部的凹陷形态,糊状区宽度增大,下缘板边缘出现高过冷区并诱发杂晶形成,缘板上缘及叶身中部出现严重缩松;在倾斜40&#x000b0;组模下,固液界面在整个凝固过程中始终保持波浪状近平面形态,糊状区窄且稳定,叶片整体过冷度降低,无杂晶生成,成功制备出&#x0003C;001&#x0003E;取向的单晶,仅缘板存在少量缩松,叶身缩松极微。结论 相较于叶身垂直组模,叶身倾斜40&#x000b0;组模有效抑制了杂晶与缩松缺陷,是提升单晶导向叶片制备质量的优选且有效的组模方式。

来源：2026年第4期

《精密成形工程》期刊编辑部

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