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单晶高温合金定向凝固过程数值模拟

刘世忠 , 李嘉荣 , 唐定忠 , 钟振纲

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.1999.07.012

实测了不同抽拉速度单晶高温合金定向凝固过程的初始条件、边界条件及温度场,建立了数值模拟系统的实体模型,采用ProCAST有限元模拟软件包计算了不同抽拉速度单晶合金试板的定向凝固过程温度场.结果表明:模拟结果与实测结果吻合良好,在1000 ℃以上计算温度曲线与实测温度曲线相比误差小于5%;随着抽拉速度的增加,凝固速度提高,向下凹的液相线的曲率变大;采用数值模拟可为单晶合金定向凝固工艺的优化提供一种有效的手段.

关键词: 单晶高温合金 , 抽拉速度 , 温度场 , 数值模拟

单晶高温合金杂晶形成倾向性数值模拟

李传涛 , 玄伟东 , 刘欢 , 兰亮 , 李传军 , 任忠鸣

上海金属

采用液态金属冷却法(LMC)实现定向凝固,运用ProCAST有限元软件包计算了DD483高温合金的定向凝固过程.在试验验证获得合理模拟参数的基础上,模拟抽拉速度和平台尺寸对高温合金变截面试样定向凝固过程温度场的影响,并采用ProCAST中的元胞自动机(CA)与有限元(FE)耦合模块计算相应条件下的微观组织,探究拉速和平台尺寸对高温合金变截面试样平台区域杂晶形成的影响.结果表明,冷却曲线模拟结果与试验结果吻合良好;拉速越大,杂晶形成倾向越大;同样,平台尺寸越大,杂晶形成倾向也越大;试样平台尺寸越大,获得单晶的临界拉速越小.

关键词: 液态金属冷却法 , ProCAST , 高温合金 , 抽拉速度 , 平台尺寸 , 杂晶

定向凝固工艺对高温合金DZ417G变截面疏松形成的影响

王永锋 , 孟祥斌 , 李金国 , 刘兴刚 , 王凡 , 金涛 , 孙晓峰

稀有金属

研究了定向凝固工艺对高温合金DZ417G模拟叶片变截面疏松形成的影响.结果表明,模拟叶片靠近中心圆柱一侧变截面疏松含量比靠近炉壁一侧高1个数量级.在一定浇注温度范围内(1480~1580℃),随浇注温度的升高,靠近中心圆柱变截面位置疏松含量先升高后降低,在浇注温度为1550℃时疏松含量最高;而靠近炉壁侧变截面疏松含量随浇注温度升高略有降低.在一定抽拉速度范围内(1~10 mm/min),随着抽拉速度的升高,靠近中心圆柱变截面位置疏松含量逐渐升高,而靠近炉壁位置疏松含量逐渐降低.根据以上结果,针对模拟叶片变截面位置提出了浇注温度、抽拉速度和显微疏松含量的对应关系.此外,定向凝固工艺对变截面疏松形成的影响主要是由固液界面前沿的温度梯度变化造成的.

关键词: 镍基高温合金 , 浇注温度 , 抽拉速度 , 显微疏松

抽拉速率对一种镍基单晶高温合金凝固组织的影响

李金国 , 王震 , 金涛 , 赵乃仁 , 孙晓峰 , 管恒荣 , 胡壮麒

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2002.04.005

研究了抽拉速度对一种镍基高温合金DD98凝固组织的影响.结果发现随着抽拉速率的增加,DD98合金由胞状凝固转变为枝状凝固,γ′相尺寸变小,由不规划形状逐渐变为规则的立方体形状,γ/γ′共晶的含量逐渐增加,而共晶中的初生γ′相尺寸逐渐减小.在胞枝晶转变处存在一次枝晶间距最大值.

关键词: 单晶高温合金 , 抽拉速度 , 凝固组织

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