精密成形工程

作者：朱霄龙, 俞泽丰, 李克, 黄晓鸣, 陈森鸿, 陈浩天, 王晓珊, 曾龙, 夏明许, 李建国

单位：1.宁夏大学 材料与新能源学院,银川 7500212; <br>2.中国航发南方工业有限公司,湖南 株洲 412000; <br>3.上海交通大学 材料科学与工程学院,上海 200240

关键词：第三代镍基单晶高温合金,HRS定向凝固,抽拉速率,氩气保护,铸态组织,铸态偏析

基金：国家重点研发计划（2024YFB3713804）; 国家自然科学基金（U24A2006）

目的 通过采用氩气保护和调整抽拉速率的方法对第三代单晶高温合金铸态组织进行优化。方法 采用HRS定向凝固和氩气保护HRS定向凝固方法,分别以40 &#x003bc;m/s和80 &#x003bc;m/s 2种抽拉速率进行了第三代镍基单晶高温合金的单晶试棒制备。采用光学显微镜、扫描电子显微镜对合金铸态微观组织进行观察,分析了抽拉速率对合金组织演变的影响规律。结果 在HRS和氩气保护HRS定向凝固实验中,随着抽拉速率的增大,铸态组织一次和二次枝晶间距、孔隙率、共晶含量以及&#x003b3;'相尺寸均减小;Re、W、Ta偏析减小,Al、Mo的偏析增大,Cr、Co的偏析无明显变化。在氩气保护HRS定向凝固时,在同等拉速下,铸态组织除&#x003b3;'相外尺寸均呈现减小趋势。Re、W、Al、Mo的偏析程度加重,Cr、Co、Ta的偏析程度无明显变化。结论 采用氩气保护和增大抽拉速率的方式会提高定向凝固过程中的温度梯度和生长速度,从而达到细化枝晶组织、减小共晶以及孔隙含量的目的。当采用氩气保护时,温度梯度提高3.4%~3.7%,因此对铸态组织优化效果并不是特别明显;相比而言,提高抽拉速率对铸态组织优化比较明显。

来源：2025年第11期

《精密成形工程》期刊编辑部

查看精密成形工程杂志2025年第11期