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《横向磁场对镍基高温合金定向凝固组织的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第卷第期今漓学玻丫年月第一页一横向磁场对镍基高温合金定向凝固组织的影响‘董建文任忠鸣任维丽李喜李旭上海大学上海市现代冶金与材料制备重点实验室,上海摘要研究了横向磁场对镍基高温合金定向凝固显微组织的影响在较低生长速率条件下,磁场显著影响合金的枝晶生长和宏观偏析施加磁场后一次枝晶间距减小并在沿磁场方向试样的左侧出现了“斑状”偏析随着生长速率的增加,磁场的影响减弱,从磁场在合金熔体中诱发热电磁对流,并影响枝晶生长的角度对实验结果进行了分析关键词镍基高温合金,横向磁场,定向凝固,热电磁对流中图法分类号文献标识
2、码文章编号一一一户一五,饥乞,乞,爪,,,舰,,几忍‘夕,忍,二回乞二口仪夕夕口卯妙夕二乞卿口扭,”,夕乞。叩军乞。卿口,革。哪娜,夕乞二。艺,艺二乞乞不叩,一一,一于,,勿,,一,一,户一,,,叮即,鳍三一,,,眼,一,,,长江学者创新团队发展计划项目,上海市科学技术委员会项目和,上海市教育委员会项目,以及国家自然科学基金项目和资助收到初稿日期一一,收到修改稿日期一一作者简介董建文,男,年生,硕士生金属学报第卷利用磁场控制凝固过程一直是研究热点,受到广泛的关注等在嫁合金的定向凝固过程中施丁『加的稳恒
3、磁场,发现磁场抑制了凝固过程中的径向旧偏析,并且轴向偏析符合凝固扩散理论和在的晶体生长过程中施加横向磁场来抑制廿流动,减少宏观和微观偏析和阁研究了横向均匀磁场对一质量分数定向凝固的影响,发现磁场导致纤维直径与间距减小,微观组织变得更均匀能等对一合金进行了研究,在定向凝固过程中施加的径向磁场,发现胞晶排列发生严重变形,并且在糊状区形成了偏析通道,他们认为偏析通道是施加磁场后自然对流变得不对称引起的本课题组对一亚共晶定向凝固进行了研究,发现在弱磁场磁场强度三条件下,胞晶间距变小并且在糊状区形成“环状”组织
4、,作者认为这是热电磁对流图横向磁场下定向凝固装置示意图,引起的以上研究结果表明,磁场可以显著影响晶体的生长行为目前,在定向凝固高温合金中主要存在枝晶组织粗定向凝固装置组成直流电磁体磁极大小为大,侧向分枝发达,强化相粗大,成分偏析等问题研究巧,磁极间距为,气隙最大磁场可达者通过改善成分和工艺来提高高温合金的综合性能,,,通过调压器调节电磁体的电流来控制磁场大小但合金化程度的大幅度提高,不仅加重了合金的凝固偏析,定向凝固装置加热体为石墨电阻,用而且增大了,和拼等有害相的析出倾向·所温控仪和双铂锗热电偶控制
5、温度,精度为士℃冷却以通过改善工艺来提高高温合金的性能是高温工作者面介质为液态一合金和循环水温度梯度的测量临的一个十分重要的课题磁场可以影响导电熔体的凝采用测量固液界面前沿温度曲线的方法,然后根据公式固过程,这使得它成为控制合金及晶体性能的重要手段之△△其中,为温度梯度,△为温度变化,△一,已成功应用于单晶等单晶材料的定向凝固生长中为距离的变化算出温度梯度,本实验所测的温度梯度然而磁场在定向凝固高温合金材料中的应用基础研究较约为巧℃少,这与高温合金长期处于特殊的军工领域和磁场在凝固实验时,先将装有试样
6、的刚玉管与拉杆固定,然后调中应用历史较短有关,所以磁场在定向凝固生长高温合金整定向凝固装置使试样的固液界面处于横向磁场的中心中的效应尚未引起注意因此,研究磁场对定向凝固生长稳恒区,充入气,加热到℃后保温,启动高温合金的影响具有重要意义本研究组曾实验研究了抽拉系统,抽拉速率在一拼之间连续可调,当纵向强磁场对定向凝固显微组织的影响,发试样稳定生长一定长度后,迅速淬火以保留固液界面生现纵向强磁场能够影响枝晶的生长,导致一次枝晶间距减长状态小然而横向磁场对镍基高温合金定向凝固影响的研究尚将定向凝固试样在固液界
7、面处分别沿垂直和平行未见报道本文在前期工作的基础上,研究横向磁场磁场方向剖开得到纵截面和横截面,经镶嵌、研磨、抛对高温合金定向凝固显微组织的影响规律,从光、腐蚀腐蚀剂为而有望为高温合金定向凝固的研究提供借鉴作用后用光学金相显微镜观察实验方法枝晶组织用金相分析软件统计一定面积内的枝晶个数,然后利用入。“·其中,入表示一次枝实验所采用的材料为,该合金的成分质量晶间距,表示横截面的面积,表示枝晶个数计算一分数,为,,,,次枝晶间距,,,,,,,,,余量在真空感应炉中熔炼实验结果成直径为、长为的铸锭,然后切成
8、直径图为生长速率和赵。,无磁场和施加为、长为的试样封装在内径为、磁场条件下试样在固液界面以下处两相区内的长为的刚玉管中备用横截面组织拼时,无磁场条件下枝晶分布均匀实验装置如图所示,由直流电磁体和图,淬火时保留下来的未凝固液相均匀分布在试样圆第期董建丈等横向滋场对镍基高温合金定向凝固组织的影响周边缘施加磁场后,出现大斌“斑状”组织沿“斑状”组织,且主要分布在磁场方向的左侧与图类磁场方向观察,主要分布在磁场方同的左侧如图所似比较图和可以发现,生长速率较快时施
