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

【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鑄件晶粒組織的影響，結果見圖3和圖4。由圖3a可知，當葉根朝下組模時，結晶器水冷溫度低，與其接觸的很薄一層金屬液溫度迅速下降，產生強烈過冷，而且結晶器可以作為非均勻形核的基底。因此，立即產生大量的晶核，這些晶核迅速長大至相互接觸，形成細小等軸晶。隨著抽拉的進行，柱狀晶不斷生長，不同取向的晶粒相互競爭，只有部分擇優(yōu)取向的晶粒穿過緣板進入葉身繼續(xù)生長。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，柱晶逐漸生長至排氣邊而終止。由圖4a可知，當葉頂朝下組模時，和葉根朝下組模相似，在合金液與結晶器接觸的瞬間，葉頂氣封齒首先凝固形成細小的等軸晶，隨著抽拉進行，柱狀晶間相互競爭，擇優(yōu)生長進入葉身。不同之處在于，葉頂朝下時，3個氣封齒尺寸小，對進入葉身的晶粒起到間接篩選作用，直接導致進入葉身的晶粒數(shù)目降低，晶粒較為粗大；鑄件上寬下窄，柱狀晶晶粒在生長過程中向進/排氣邊側傾斜生長，導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，模擬結果與試驗結果符合較好。

【參考文獻】：
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]重型燃機渦輪空心葉片定向凝固數(shù)值模擬[J]. 張瓊元,劉艷領,楊功顯,鞏秀芳.  東方汽輪機. 2017(02)



本文編號：3605800