The invention relates to the technical field of investment casting, in particular to a method for evaluating the tendency of small angle grain boundary formation of a single crystal superalloy. The specific steps of the evaluation method are as follows: (1) design the mold with variable cross-section with different platform length and constant height, combine the ceramic material and wax, and make the corresponding mold shell; (2) make a variety of single crystal superalloy castings in the directional solidification furnace; (3) test the crystal orientation of single crystal superalloys with different cross-sections; (4) analyze the small and medium angle grain boundaries of each cross-section The small angle grain boundary forming ability of single crystal superalloy was quantitatively evaluated. The larger the angle difference between grain boundaries, the stronger the tendency of forming small angle grain boundaries. Thus, the formation ability of small angle grain boundaries of different single crystal superalloys can be quantitatively characterized without using simulation technology.
【技术实现步骤摘要】
一种单晶高温合金小角度晶界形成倾向性的评定方法
:本专利技术涉及熔模铸造
,具体为一种单晶高温合金小角度晶界形成倾向性的评定方法。
技术介绍
:单晶高温合金是于航空、航天、能源、核工业、石化、国防武器装备和国民经济建设不可或缺的关键结构材料。由于发动机效率的日益提升,对单晶叶片的结构提出更高的要求,由于单晶高温合金部件结构异常复杂,定向凝固过程中涉及到多次树枝晶的偏转与相遇,而形成小角度晶界。小角度晶界作为一种缺陷组织,重新引入横向晶界,破坏单晶高温合金叶片的组织完整性,显著降低合金的高温力学性能,成为叶片服役过程中的重大隐患。单晶高温合金小角度晶界的形成倾向性成为单晶高温合金研发过程中的的一个常见问题,因而在单晶高温合金研发、部件选材、部件结构设计、部件制备过程中浇冒口设置、引晶工艺等过程,需对单晶高温合金的小角度晶界的形成倾向性进行评价,有利于提高成品率和降低生产成本。
技术实现思路
:本专利技术的目的在于提供一种单晶高温合金小角度晶界形成倾向性的评定方法,解决单晶高温合金小角度晶界形成倾向性难以评价的问题,采用该方法可有利于为单晶高温合金材料的选择提供依据,并指导单晶高温合金部件的设计与生产,降低单晶部件研发成本和研制周期。本专利技术的技术方案是:一种单晶高温合金小角度晶界形成倾向性的评定方法,根据定向凝固的经典理论,合金凝固过程中树枝晶会发生偏转,当两个树枝晶相遇时就会形成小角度晶界,在单晶高温合金通过设计单晶高温合金树枝晶的生长过程,使树枝晶之间发生不同程度的相遇, ...
【技术保护点】
1.一种单晶高温合金小角度晶界形成倾向性的评定方法,其特征在于,根据定向凝固的经典理论,合金凝固过程中树枝晶会发生偏转,当两个树枝晶相遇时就会形成小角度晶界,在单晶高温合金通过设计单晶高温合金树枝晶的生长过程,使树枝晶之间发生不同程度的相遇,使得其在凝固过程中不同次的树枝晶相遇时形成小角晶界,采用形成不高度单晶高温合金铸件的模具,通过调整树枝晶的生长方向,使得低次树枝晶与不同高次树枝晶相遇,而形成小角度晶界,通过对树枝晶相遇的区域进行取向检测与评定,评定单晶高温合金小角度晶界的形成倾向性。/n
【技术特征摘要】
1.一种单晶高温合金小角度晶界形成倾向性的评定方法,其特征在于,根据定向凝固的经典理论,合金凝固过程中树枝晶会发生偏转,当两个树枝晶相遇时就会形成小角度晶界,在单晶高温合金通过设计单晶高温合金树枝晶的生长过程,使树枝晶之间发生不同程度的相遇,使得其在凝固过程中不同次的树枝晶相遇时形成小角晶界,采用形成不高度单晶高温合金铸件的模具,通过调整树枝晶的生长方向,使得低次树枝晶与不同高次树枝晶相遇,而形成小角度晶界,通过对树枝晶相遇的区域进行取向检测与评定,评定单晶高温合金小角度晶界的形成倾向性。
2.按照权利要求1所述的单晶高温合金小角度晶界形成倾向性的评定方法,其特征在于,小角度晶界的角度数值越大,表明合金的小角度晶界的形成倾向性越强。
3.按照权利要求1所述的单晶高温合金小角度晶界形成倾向性的评定方法,其特征在于,单晶高温合金铸件的模具为变截面台阶状,模具的竖向主凝固路径侧面具有不同长度的平台,上下相邻两段不同长度平台外端之间通过竖向的高次树枝晶生长通道相连,用于连接上下相邻两段不同长度平台的高次树枝晶生长通道大小相同、位置依次错开。
4.按照权利要求3所述的单晶高温合金小角度晶界形成倾向性的评定方法,其特征在于,主凝固路径的横截面尺寸为2~20mm,其横截面的形状为正方形、长方形、菱形、多边形、圆形、椭圆形或者回转体;平台横截面的形状为正方形、长方形、菱形、多边形、椭圆形或者回转体;高次树枝晶生长通道横截面的形状为正方形、长方形、菱形、多边形、椭圆形或者回转体,横截面尺寸为10~30mm,高度为25~40mm。
5.按照权利要求3所述的单晶高温合金小角度晶界形成倾向性的评定方法,其特征在于,每个模具具有不同的平台长度10~30mm,上下相邻两段平台之间具有恒定高度为25~40mm。
6.按照权利要求5所述的单晶高温合金小角度晶界形成倾向性的评定方法,其特征在于,沿自下而上的定向凝固方向,模具的平台长度由30mm沿阶梯形逐渐缩减到10mm;其中,平台长度变化后使得不同偶次数的树...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨彦红,王新广,孟杰,周亦胄,
申请(专利权)人:中国科学院金属研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁;21
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