纵向静磁场对DD98M合金定向凝固微观组织与偏析的影响

作     者：刘翔 王英豪 张小新 陈超越 孟杰 余建波 王江 任忠鸣 

作者机构：中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心 上海大学省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室 上海大学材料科学与工程学院 

出 版 物：《金属学报》 (Acta Metallurgica Sinica)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家重点研发计划项目No.2019YFA0705300 国家重大科研仪器研制项目No.52127807 上海市“科技创新行动-扬帆计划”项目No.21YF1413000 

主　　题：磁场 微观偏析 高温合金 DD98M 热电磁对流 

摘      要：研究了纵向静磁场对镍基单晶高温合金DD98M定向凝固组织与微观偏析的影响与作用机制，基于Kurz-Fisher模型获得了非平衡固相线与枝晶尖端之间的温差(△T′)与温度梯度(G)的比值与磁场强度的对应关系，以及枝晶尺度内凝固各阶段的有效分配系数和枝晶干与枝晶间的平均有效分配系数。结果表明，随着磁场强度的增大，DD98M合金的一次枝晶间距减小，γ/γ′共晶组织细化，γ′相尺寸减小，且枝晶间的γ′相逐渐规则化；磁场能有效抑制微观偏析，随着磁场的增大，Al、Ta、Co、W等元素的偏析程度逐渐降低。静磁场下合金的微观组织细化归因于磁场在熔体中引发的热电磁对流导致△T′/G的降低或过冷度的增加，而枝晶尺度上合金元素偏析的降低本质上是磁场使元素的有效分配系数更趋近于1。