复杂镍基单晶铸件显微孔洞的形成机理

作     者：黄敏 张功 王栋 李辉 董加胜 楼琅洪 HUANG Min;ZHANG Gong;WANG Dong;LI Hui;DONG Jia-sheng;LOU Lang-hong

作者机构：中国科学院金属研究所沈阳110016 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《材料工程》 (Journal of Materials Engineering)

年 卷 期：2020年第48卷第2期

页      面：123-132页

核心收录：

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2016YFB0701403) 国家自然科学基金资助项目(91860201,51771204,U1732131) 国家科技重大专项(2017-Ⅳ-0019-0019) 

主　　题：单晶高温合金 显微孔洞 缘板 高速凝固法 

摘      要：采用高分辨透射X射线三维成像技术研究高速凝固法(high rate solidification,HRS)制备的3种成分复杂单晶铸件叶身和缘板部位的铸态显微孔洞分布情况。结果表明:凝固温度范围和枝晶排列曲折程度对孔洞的影响很大。铸件叶身部位,不同成分单晶的枝晶排列方式相同。其中,一代单晶的凝固温度范围最大,其孔洞体积分数也最大。二代单晶和三代单晶的凝固范围差异不大,孔洞体积分数主要受共晶体积分数的影响。随着单晶代次的增加,合金中难熔元素的含量将会增加,继而引起叶身部位共晶体积分数的增加。因此,合金最后凝固阶段枝晶间的空隙尺寸增加,液相压降降低,导致形成孔洞的体积分数减小。相比于叶身部位,缘板部位的孔洞主要由枝晶曲折程度决定。一代单晶缘板部位的枝晶曲折程度变化不明显,其孔洞体积分数与叶身部位的孔洞体积分数差异不大。二代单晶和三代单晶缘板部位的枝晶曲折程度逐渐增加,其孔洞体积分数增加。