液态金属冷却法制备DD403合金过程温度场和晶粒组织的数值模拟

• 作者: 傅恒志 刘林 张军 李亚峰 赵新宝 郭如峰
• 来源期刊: 铸造
• 学科: 工学
• 关键词: 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
• 年，卷（期）: 2014,（2）
• 所属期刊栏目: 计算机应用
• 页码范围: 145-151
• 页数: 7页
• 分类号: TG132.+2
• 字数: 4983字
• 语种: 中文

摘要

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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘林	西北工业大学凝固技术国家重点实验室	239	1878	21.0	30.0
2	傅恒志	西北工业大学凝固技术国家重点实验室	283	2419	24.0	35.0
3	赵新宝	西北工业大学凝固技术国家重点实验室	18	250	9.0	15.0
4	张军	西北工业大学凝固技术国家重点实验室	134	795	16.0	21.0
5	郭如峰	西北工业大学凝固技术国家重点实验室	1	14	1.0	1.0
6	李亚峰	西北工业大学凝固技术国家重点实验室	7	25	3.0	5.0