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单晶高温合金螺旋选晶过程的数值模拟与实验研究 Ⅰ.引晶段 被引量：16
1
作者 张航 许庆彦 +3 位作者 孙长波 戚翔 唐宁 柳百成 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1508-1520,共13页
从实验及模拟角度对比研究了引晶段的晶粒密度和取向随晶粒生长高度(研究位置距试样底面的高度)的变化规律,并给出了引晶段参数的设计准则.采用EBSD晶体取向成像技术获得了引晶段截面的晶粒形貌和取向极图;采用CA-FD方法,针对单晶定向... 从实验及模拟角度对比研究了引晶段的晶粒密度和取向随晶粒生长高度(研究位置距试样底面的高度)的变化规律,并给出了引晶段参数的设计准则.采用EBSD晶体取向成像技术获得了引晶段截面的晶粒形貌和取向极图;采用CA-FD方法,针对单晶定向凝固过程进行数理建模与仿真,实现了凝固过程的三维宏观温度场与微观组织生长的模拟计算.从宏、微观角度解释了定向凝固过程的晶粒竞争演化行为,为引晶段设计提供理论支持. 展开更多
关键词 螺旋选晶器 引晶段 数值模拟 晶粒取向 晶粒密度
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镍基单晶高温合金螺旋选晶过程的数值模拟 被引量：9
2
作者 王柠 刘林 +3 位作者 高斯峰 赵新宝 张军 傅恒志 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期2558-2562,共5页
采用ProCAST&CAFE模型,模拟了选晶法制备镍基单晶高温合金DD3过程中的晶粒组织演化。结果表明,选晶器引晶段的主要作用是优化晶粒取向,随着距引晶段底部距离的增加,<001>晶向与热流方向偏离角较大的晶粒逐渐被淘汰,到达距引... 采用ProCAST&CAFE模型,模拟了选晶法制备镍基单晶高温合金DD3过程中的晶粒组织演化。结果表明,选晶器引晶段的主要作用是优化晶粒取向,随着距引晶段底部距离的增加,<001>晶向与热流方向偏离角较大的晶粒逐渐被淘汰,到达距引晶段底部26 mm处时,<001>取向的晶粒与热流方向之间的夹角平均值小于10°。螺旋选晶段的主要作用是获得单一晶粒,其对晶粒的取向没有优化作用。螺旋选晶过程中,靠近螺旋通道外侧的晶粒因受到螺旋通道较强的几何阻碍逐渐失去生长空间,而靠近螺旋通道内侧的晶粒通常被选为最终的单晶。螺旋选晶段对晶粒的选择或淘汰与该晶粒在螺旋通道内所处的位置(螺旋通道的内侧或外侧)有密切关系,而与晶粒的晶体学取向没有必然联系。 展开更多
关键词 晶粒选择 定向凝固 CAFE 镍基单晶高温合金 螺旋选晶器
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DD6合金选晶器定向凝固的数值模拟与实验 被引量：4
3
作者 许自霖 李忠林 +2 位作者 张航 许庆彦 柳百成 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1856-1861,共6页
使用有限元数值模拟和实验方法对DD6合金选晶器定向凝固过程的温度影响、晶粒组织以及晶粒生长进行了研究。结果表明,温度场模拟与选晶器定向凝固过程的温度变化基本相符,晶粒组织生长的模拟能够反映晶粒竞争生长的实际情况,与实验试样... 使用有限元数值模拟和实验方法对DD6合金选晶器定向凝固过程的温度影响、晶粒组织以及晶粒生长进行了研究。结果表明,温度场模拟与选晶器定向凝固过程的温度变化基本相符,晶粒组织生长的模拟能够反映晶粒竞争生长的实际情况,与实验试样基本一致。由于取向与温度梯度不一致晶粒的位置被取代,使得引晶段中的晶粒平均半径随着高度增加而增大,晶粒密度不断减小,两者有负指数关系。对比了螺旋段不同高度截面EBSD晶粒取向实验成像与晶粒模拟结果,组织模拟与实验结果较为吻合。通过分析螺旋通道中的晶粒竞争生长关系,位于螺旋通道内侧和上部的晶粒更具有位置优势,容易被选晶器选出。 展开更多
关键词 DD6 定向凝固 选晶器 数值模拟 晶粒取向
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单晶高温合金螺旋选晶器选晶行为的模拟和试验研究 被引量：4
4
作者 贾志宏 马奥林 +2 位作者 赵玉涛 李易凌 唐巍 《特种铸造及有色合金》 CAS 北大核心 2019年第3期242-246,共5页
通过试验和模拟的方法分析了选晶器引晶段的晶粒组织演化规律和不同情况下等温线的形态分布,以及倾斜等温线下晶粒竞争生长的过程,同时研究了螺旋段的选晶行为。结果表明,引晶段的不同高度具有不同的组织形态,引晶段主要靠晶粒间的竞争... 通过试验和模拟的方法分析了选晶器引晶段的晶粒组织演化规律和不同情况下等温线的形态分布,以及倾斜等温线下晶粒竞争生长的过程,同时研究了螺旋段的选晶行为。结果表明,引晶段的不同高度具有不同的组织形态,引晶段主要靠晶粒间的竞争生长作用优化晶粒取向,不同形态的等温线下晶粒的优先生长方向不同。螺旋段主要靠螺旋通道对枝晶生长的几何约束选择晶粒,确保只有一个晶粒进入型腔生长成为单晶组织。 展开更多
关键词 螺旋选晶器 PROCAST 模拟 单晶
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定向凝固镍基单晶高温合金螺旋选晶过程显微组织与晶体的生长 被引量：3
5
作者 徐莽 张相龙 +4 位作者 耿小奇 刘国怀 王晔 王昭东 郭景杰 《特种铸造及有色合金》 CAS 北大核心 2021年第7期831-836,共6页
采用选晶法制备DD4单晶高温合金试棒,研究引晶段和选晶段显微组织演变及晶体竞争生长过程。结果表明,随着引晶段高度增加,一次枝晶间距增加,晶粒密度显著降低,<001>织构增强。引晶段高度在20mm时,初始晶粒取向偏转角均小于10... 采用选晶法制备DD4单晶高温合金试棒,研究引晶段和选晶段显微组织演变及晶体竞争生长过程。结果表明,随着引晶段高度增加,一次枝晶间距增加,晶粒密度显著降低,<001>织构增强。引晶段高度在20mm时,初始晶粒取向偏转角均小于10°,且最终约有35个明显尺寸且取向良好的晶粒进入螺旋段。位于螺旋通道内侧的晶粒,在螺旋选晶过程中最容易被选出。在约1/3螺旋高度处实现了单晶的筛选过程,制备出<001>生长方向与铸件轴向约8.9°偏差角的单晶体。 展开更多
关键词 定向凝固 镍基单晶高温合金 螺旋选晶 竞争生长 晶粒取向
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螺旋选晶器温度场对选晶过程的影响 被引量：2
6
作者 宗学文 张斌 +1 位作者 张凌峰 吕三雷 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期801-804,共4页
为了有效分析螺旋选晶器温度场梯度对其选晶效果的影响,应用ProCAST和CAFE对镍基高温单晶合金DD4在螺旋选晶器中的晶粒组织演化进行了仿真模拟。结果表明,在其选晶过程中,在激冷面产生大量晶粒生长方向随机分布的晶核,随着离激冷面距离... 为了有效分析螺旋选晶器温度场梯度对其选晶效果的影响,应用ProCAST和CAFE对镍基高温单晶合金DD4在螺旋选晶器中的晶粒组织演化进行了仿真模拟。结果表明,在其选晶过程中,在激冷面产生大量晶粒生长方向随机分布的晶核,随着离激冷面距离的增加,选晶器内的晶粒组织由等轴晶转变柱状晶,最终选出一个与<001>方向一致的晶粒;从选晶器内组织演化和晶粒数量变化角度分析,中间温度梯度的选晶效果均优于其他两种温度梯度。 展开更多
关键词 螺旋选晶器 CAFE 组织演化 晶粒数量
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单晶高温合金定向凝固螺旋选晶器数值模拟与实验研究
7
作者 贾志宏 刘建伟 +2 位作者 仇盛 马奥林 赵玉涛 《铸造技术》 CAS 2018年第6期1168-1172,共5页
通过Pro CAST模拟软件数值模拟了温度场对螺旋选晶器引晶段晶粒生长的影响。在模拟和实验的基础上,研究了引晶段晶粒取向、密度和尺寸的变化规律。结果表明,随着引晶段高度增加,晶粒的取向得到优化,晶粒密度减小,晶粒尺寸增大,为引晶段... 通过Pro CAST模拟软件数值模拟了温度场对螺旋选晶器引晶段晶粒生长的影响。在模拟和实验的基础上,研究了引晶段晶粒取向、密度和尺寸的变化规律。结果表明,随着引晶段高度增加,晶粒的取向得到优化,晶粒密度减小,晶粒尺寸增大,为引晶段的高度设计提供了理论支持。从宏观和微观角度解释了螺旋选晶器螺旋段晶粒竞争生长的演化过程,为实际生产提供了理论依据。 展开更多
关键词 螺旋选晶器 铸造模拟 单晶
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采用快速凝固法和螺旋选晶法制备DZ417G高温合金单晶的拉伸性能研究
8
作者 张如林 《上海电机学院学报》 2015年第3期169-173,共5页
通过快速凝固法和螺旋选晶法制备得到DZ417G高温合金的单晶,研究了选晶器角度、单晶取向和拉伸性能之间的关系。实验结果表明:热处理之后,单晶DZ417G高温合金室温下最大拉伸强度达到1 215MPa;700℃时最大拉伸强度达到972MPa;在760℃/725... 通过快速凝固法和螺旋选晶法制备得到DZ417G高温合金的单晶,研究了选晶器角度、单晶取向和拉伸性能之间的关系。实验结果表明:热处理之后,单晶DZ417G高温合金室温下最大拉伸强度达到1 215MPa;700℃时最大拉伸强度达到972MPa;在760℃/725MPa条件下,持久寿命达到119h。单晶的拉伸性能与其取向与(001)方向夹角的大小成反比;取向偏差越小,单晶的拉伸性能越好;当选晶器角度为30°时,获得最佳性能。 展开更多
关键词 螺旋选晶器 单晶高温合金 晶体取向 拉伸性能 快速凝固法
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镍基单晶高温合金DD3制备过程中晶粒演化和选晶行为的EBsD研究 被引量：8
9
作者 高斯峰 刘林 +3 位作者 王柠 赵新宝 张军 傅恒志 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1251-1256,共6页
采用选晶法在改进的Bridgman定向凝固炉上进行镍基单晶高温合金DD3定向凝固实验,研究了选晶法制备镍基单晶高温合金过程中晶粒组织演化和螺旋选晶行为,采用电子背散射衍射(EBSD)技术对晶粒的竞争过程进行分析.结果表明,选晶器引晶段的... 采用选晶法在改进的Bridgman定向凝固炉上进行镍基单晶高温合金DD3定向凝固实验,研究了选晶法制备镍基单晶高温合金过程中晶粒组织演化和螺旋选晶行为,采用电子背散射衍射(EBSD)技术对晶粒的竞争过程进行分析.结果表明,选晶器引晶段的主要作用是优化晶粒取向.获得取向良好的<001>定向凝固组织.在距激冷板36.1 mm处,90%的<001>取向晶粒与轴向偏离小于10°,只有很少的晶粒取向与轴向偏离大于12°.螺旋选晶段的主要作用是确保只有一个晶粒进入型腔,在选晶段沿螺旋方向攀旋一周时就可获得单晶组织.选晶过程中,远离选晶器螺旋通道内侧的晶粒由于受到螺旋通道较强的几何约束,进而被靠近螺旋通道内侧的晶粒所淘汰.螺旋选晶器的狭窄通道对枝晶生长的阻碍作用是实现螺旋选晶的主要原因. 展开更多
关键词 镍基单晶高温合金 螺旋选晶器 定向凝固 晶粒选择
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