鑄造高溫合金工藝設(shè)計、定向凝固實驗顯微鏡

  定向凝固高溫合金的研究包括合金設(shè)計、定向凝固工藝、熱處
理與微觀組織以及力學(xué)性能與使用行為。

  1.合金設(shè)計
  早期的定向凝固高溫合金僅僅是將成熟的普通鑄造高溫合金在工
藝上實現(xiàn)定向凝固。由于工藝的不同，普通鑄造高溫合金實現(xiàn)定向
凝固后，橫向晶界的開裂現(xiàn)象很難避免。因此適應(yīng)于定向凝固工藝
的新型定向凝固和單晶高溫合金應(yīng)運而生。從前面介紹的定向凝固
與單晶高溫合金的發(fā)展特征來看，定向凝固與單晶高溫合金研究的
首要對象，就是設(shè)計既與凝固工藝相適應(yīng)，又具有優(yōu)異綜合性能的
合金。

  2．定向凝固工藝
  定向凝固工藝研究包括定向凝固的基本理論、定向凝固熱流控制
分布及其影響因素、定向凝固工藝和設(shè)備、定向凝固鑄造缺陷控制
及其計算機模擬技術(shù)等。特別是零件，如具有復(fù)雜形狀的渦輪葉片
的定向凝固工藝等均應(yīng)包含在內(nèi)。

  3．熱處理與微觀組織
  高溫合金通常采用三種類型的熱處理，即固溶熱處理、涂層熱處
理和時效熱處理。熱處理研究的目的是，針對具體的合金和涂層，
獲得最佳顯微組織和良好綜合性能的熱處理制度。微觀組織研究不
僅包括對合金相組成，如^y’相、碳化物、硼化物、TcP相等的含
量、形態(tài)及其分布的研究，而且包括組織穩(wěn)定性的研究。

  4．力學(xué)性能與使用行為
  定向凝固和單晶高溫合金有很多優(yōu)點，如在受力方向不存在晶界
，振動阻尼效果好。定向凝固和單晶高溫合金屬宏觀各向異性非均
質(zhì)材料，含有特定的細(xì)觀結(jié)構(gòu)，材料細(xì)觀單元及其構(gòu)造的動力學(xué)演
化控制了材料的力學(xué)損傷破壞過程，從而構(gòu)成了材料不同區(qū)域的不
同強度和韌性。因此對這種具有各向異性材料的力學(xué)性能表征與評
價技術(shù)需要進(jìn)行特殊的分析與研究。同時，如同其他技術(shù)一樣，沒
有挫折和失敗，就不會有高溫合金和鑄造工藝等研究的迅猛發(fā)展和
進(jìn)步。因此，分析定向凝固高溫合金在研制和使用過程出現(xiàn)的問題
與失效，有助于進(jìn)一步提高定向凝固和單晶高溫合金的研制與應(yīng)用
水平，如20世紀(jì)60年代定向凝固高溫合金鑄造裂紋問題，以及我國
近年來對定向凝固高溫合金工程應(yīng)用中再結(jié)晶問題的研究。同時，
對不可避免的再結(jié)晶問題，既要研究其控制和評估標(biāo)準(zhǔn)、無損檢測
等問題，也要研究帶有涂層和薄層再結(jié)晶的定向凝固及單晶高溫合
金葉片的這樣多體系的損傷模型及其規(guī)律。

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