采用CAF?模型對(duì)某重型燃機(jī)大尺寸動(dòng)葉片定向凝固組織進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果表明,葉根朝下組模時(shí),柱狀晶尺寸細(xì)小,偏離度和發(fā)散度較小,葉根晶粒尺寸細(xì)小,葉頂晶粒尺寸粗大;葉頂朝下組模時(shí),柱狀晶粗大,偏離度和發(fā)散度較大,葉頂晶粒細(xì)小,葉根晶粒粗大。抽拉速率對(duì)柱狀晶組織的影響與組模方式相關(guān)性不大,抽拉速率越大,柱狀晶尺寸越小,偏離度和發(fā)散度越小。試生產(chǎn)發(fā)現(xiàn),數(shù)值模擬結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果符合較好。 

【文章來源】：特種鑄造及有色合金. 2020,40(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

三維模型

MAR-M247LC合金熱物性參數(shù)隨溫度的變化曲線

采用2種組模方式，即葉根朝下和葉頂朝下，在澆注工藝參數(shù)、抽拉速率保持一致的情況下，研究了不同的組模方式對(duì)鑄件晶粒組織的影響，結(jié)果見圖3和圖4。由圖3a可知，當(dāng)葉根朝下組模時(shí)，結(jié)晶器水冷溫度低，與其接觸的很薄一層金屬液溫度迅速下降，產(chǎn)生強(qiáng)烈過冷，而且結(jié)晶器可以作為非均勻形核的基底。因此，立即產(chǎn)生大量的晶核，這些晶核迅速長(zhǎng)大至相互接觸，形成細(xì)小等軸晶。隨著抽拉的進(jìn)行，柱狀晶不斷生長(zhǎng)，不同取向的晶粒相互競(jìng)爭(zhēng)，只有部分擇優(yōu)取向的晶粒穿過緣板進(jìn)入葉身繼續(xù)生長(zhǎng)。在此抽拉速率下，液固界面前沿微凹，趨于水平，且在此組模方案下，鑄件下寬上窄，柱晶逐漸生長(zhǎng)至排氣邊而終止。由圖4a可知，當(dāng)葉頂朝下組模時(shí)，和葉根朝下組模相似，在合金液與結(jié)晶器接觸的瞬間，葉頂氣封齒首先凝固形成細(xì)小的等軸晶，隨著抽拉進(jìn)行，柱狀晶間相互競(jìng)爭(zhēng)，擇優(yōu)生長(zhǎng)進(jìn)入葉身。不同之處在于，葉頂朝下時(shí)，3個(gè)氣封齒尺寸小，對(duì)進(jìn)入葉身的晶粒起到間接篩選作用，直接導(dǎo)致進(jìn)入葉身的晶粒數(shù)目降低，晶粒較為粗大；鑄件上寬下窄，柱狀晶晶粒在生長(zhǎng)過程中向進(jìn)/排氣邊側(cè)傾斜生長(zhǎng)，導(dǎo)致晶粒分散度和偏離度增加，葉身晶粒逐漸變粗。由圖3e和圖4e可知，模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果符合較好。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鎳基高溫合金單晶葉片凝固組織模擬[J]. 李海松,李林蓄,曾洪,楊照宏,楊功顯.  特種鑄造及有色合金. 2018(12)
[2]重型燃機(jī)渦輪空心葉片定向凝固數(shù)值模擬[J]. 張瓊元,劉艷領(lǐng),楊功顯,鞏秀芳.  東方汽輪機(jī). 2017(02)



本文編號(hào)：3605800