铸造
鑄造
주조
FOUNDRY
2014年
2期
145-151
,共7页
郭如峰%刘林%李亚峰%赵新宝%张军%傅恒志
郭如峰%劉林%李亞峰%趙新寶%張軍%傅恆誌
곽여봉%류림%리아봉%조신보%장군%부항지
温度场%晶粒组织%液态金属冷却%单晶高温合金%临界抽拉速率%数值模拟
溫度場%晶粒組織%液態金屬冷卻%單晶高溫閤金%臨界抽拉速率%數值模擬
온도장%정립조직%액태금속냉각%단정고온합금%림계추랍속솔%수치모의
temperature field%grain texture%liquid metal cooling%single crystal superalloy%withdrawal rate%numerical simulation
采用ProCAST和CAFE模型模拟了镍基单晶高温合金DD403定向凝固过程中的温度场及晶粒组织.研究了抽拉速率对变截面单晶铸件杂晶形成和铸件板身固液界面形状和位置的影响规律,得到了单晶铸件不出现杂晶的最大抽拉速率——临界抽拉速率(Vc).结果表明,当采用150 μm/s的抽拉速率时,对于液态金属冷却(LMC)技术,铸件平台的凝固顺序是从中心到两边,杂晶形成倾向较小;而在高速凝固(HRS)条件下,铸件平台的边缘首先冷却,平台边缘容易出现大的过冷而产生杂晶.在本实验条件下,采用HRS技术,临界抽拉速率不得高于125 μm/s;采用LMC技术,最大抽拉速率不宜超过150 μm/s,否则可能会在螺旋段或平台处形成杂晶.当抽拉速率为150 μm/s时,采用LMC法获得的板身部位的轴向温度梯度(Ga)是HRS法的2倍多;一次枝晶臂间距(PDAS)减小了1/3～1/2,且沿铸件轴向的轴向温度梯度和一次枝晶臂间距均较HRS均匀.当抽拉速率在50～200 μm/s范围内增大时,采用LMC技术,铸件板身的固液界面始终保持平直且逐渐下移至隔热挡板中部;而HRS条件下,固液界面逐渐下凹并下移至挡板下方.
採用ProCAST和CAFE模型模擬瞭鎳基單晶高溫閤金DD403定嚮凝固過程中的溫度場及晶粒組織.研究瞭抽拉速率對變截麵單晶鑄件雜晶形成和鑄件闆身固液界麵形狀和位置的影響規律,得到瞭單晶鑄件不齣現雜晶的最大抽拉速率——臨界抽拉速率(Vc).結果錶明,噹採用150 μm/s的抽拉速率時,對于液態金屬冷卻(LMC)技術,鑄件平檯的凝固順序是從中心到兩邊,雜晶形成傾嚮較小;而在高速凝固(HRS)條件下,鑄件平檯的邊緣首先冷卻,平檯邊緣容易齣現大的過冷而產生雜晶.在本實驗條件下,採用HRS技術,臨界抽拉速率不得高于125 μm/s;採用LMC技術,最大抽拉速率不宜超過150 μm/s,否則可能會在螺鏇段或平檯處形成雜晶.噹抽拉速率為150 μm/s時,採用LMC法穫得的闆身部位的軸嚮溫度梯度(Ga)是HRS法的2倍多;一次枝晶臂間距(PDAS)減小瞭1/3～1/2,且沿鑄件軸嚮的軸嚮溫度梯度和一次枝晶臂間距均較HRS均勻.噹抽拉速率在50～200 μm/s範圍內增大時,採用LMC技術,鑄件闆身的固液界麵始終保持平直且逐漸下移至隔熱擋闆中部;而HRS條件下,固液界麵逐漸下凹併下移至擋闆下方.
채용ProCAST화CAFE모형모의료얼기단정고온합금DD403정향응고과정중적온도장급정립조직.연구료추랍속솔대변절면단정주건잡정형성화주건판신고액계면형상화위치적영향규률,득도료단정주건불출현잡정적최대추랍속솔——림계추랍속솔(Vc).결과표명,당채용150 μm/s적추랍속솔시,대우액태금속냉각(LMC)기술,주건평태적응고순서시종중심도량변,잡정형성경향교소;이재고속응고(HRS)조건하,주건평태적변연수선냉각,평태변연용역출현대적과랭이산생잡정.재본실험조건하,채용HRS기술,림계추랍속솔불득고우125 μm/s;채용LMC기술,최대추랍속솔불의초과150 μm/s,부칙가능회재라선단혹평태처형성잡정.당추랍속솔위150 μm/s시,채용LMC법획득적판신부위적축향온도제도(Ga)시HRS법적2배다;일차지정비간거(PDAS)감소료1/3～1/2,차연주건축향적축향온도제도화일차지정비간거균교HRS균균.당추랍속솔재50～200 μm/s범위내증대시,채용LMC기술,주건판신적고액계면시종보지평직차축점하이지격열당판중부;이HRS조건하,고액계면축점하요병하이지당판하방.
