【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料处理领域，具体涉及一种利用脉冲电流进行镍基单晶高温合金均匀化的方法。
技术介绍
1、具有复杂冷却结构单晶空心叶片的制备是我国先进航空发动机研发装备的主要技术瓶颈之一，单晶叶片定向凝固成型工艺复杂，合金中难熔元素含量过高，各个元素熔点和扩散速率相差极大。均匀化热处理作为实现产品均质化的关键工艺，在整个高温合金生产流程中起着承上启下的作用：通过消除枝晶偏析和低熔点有害相，以改善铸锭的热加工性能。
2、现有单晶高温合金均匀化的方法是通过热处理完成。其中，中国专利cn115747687a公开了一种利用多级热处理制度来实现二代单晶高温合金均匀化的方法；中国专利cn113528993b公开了一种通过三级热处理制度，扩大合金的固溶热处理窗口，提高dd476合金各元素的均匀化程度的方法。传统热处理虽然可以完成均匀化的目的，但是也存在一些限制和风险。例如，均匀化温度过高可能会导致合金共晶相初熔的问题；此外，热处理存在着设备昂贵、操作复杂、周期长、工况温度高等缺点，并不符合当前工业绿色发展规划的要求。因此，迫切需要一种高效、节能、绿色的处理手段来快速实现单晶高温合金均匀化。
3、中国专利cn 100432245 c公开了单晶高温合金直流电流回溶处理方法与装置，显然其采用的电流为直流电流，偏向利用电流的热效应，处理时间较长。脉冲电流是一种瞬时高能特殊处理手段，可以改善金属材料性能。如何利用脉冲电流实现镍基单晶高温合金均匀化是本领域亟待解决的关键问题之一，尤其是本专利技术所针对的研究对象镍基单晶高温合金，不
技术实现思路
1、本专利技术目的旨在针对传统热处理、直流电流处理等传统手段存在周期长、操作复杂、设备昂贵等问题，提供一种非传统的处理手段即利用脉冲电流进行镍基单晶高温合金均匀化的方法，不仅能改善枝晶偏析，而且能够消除铸态合金的γ/γ′共晶组织和碳化物，改善铸锭的高温性能。
2、为达到上述目的，本专利技术采取以下技术方案来实现。
3、本专利技术提供了一种利用脉冲电流进行镍基单晶高温合金均匀化的方法，对铸态镍基单晶高温合金施加两级以上的梯度脉冲电流。
4、进一步的，对铸态镍基单晶高温合金施加2级~4级逐渐增加的梯度脉冲电流。
5、进一步的，所述梯度脉冲电流的参数范围为：频率100~2000hz，脉宽200μs~10ms，电流密度10~100a/mm2，作用时间为10min~3h。
6、进一步的，施加的梯度脉冲电流的电流密度逐级增加。
7、进一步的，对于铸态镍基单晶高温合金，首先确定单晶高温合金的尺寸，根据样品尺寸确定脉冲电流参数。当所述方法应用到实际铸态单晶高温合金时，尺寸越大，频率越低，脉宽越大，电流越大，作用时间越长。
8、进一步的，对于30mm×5mm×1.5mm镍基单晶高温合金，施加的脉冲电流参数范围为：1000~2000hz，脉宽100ms~200ms，电流密度30~40a/mm2，作用时间为10min~3h；施加的梯度脉冲电流的电流密度逐级增加。
9、进一步的，在室温条件下，对铸态镍基单晶高温合金施加两级以上的梯度脉冲电流。
10、本专利技术利用脉冲电流加速原子扩散实现单晶高温合金均匀化，这与传统退火热处理实现均匀化的原理完全不同。本专利技术能够在低于传统热处理温度下实现均匀化，消耗更少的能源，实现“绿色制造”。本专利技术所应用脉冲电流的处理时间仅为10min~3h，远低于传统热处理，可显著减少均匀化所需时间。本专利技术通过精准控制脉冲电流参数和脉冲电流处理方式，改善铸态合金中的枝晶偏析，同时回溶铸态组织中粗大的γ′相、γ/γ′共晶组织，消除碳化物，提高成分的均匀性。
11、因此，与现有技术相比，本专利技术提供的利用脉冲电流进行镍基单晶高温合金均匀化的方法具有以下有益效果：
12、1、本专利技术通过施加梯度脉冲电流可以快速实现单晶高温合金均匀化，消除γ/γ′共晶组织、碳化物，还能够明显改善枝晶偏析；
13、2、本专利技术还能一定程度的降低镍基单晶高温合金均匀化所需要的温度，不需额外设置热源辅助，节约能源，实现绿色制造。
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1.一种利用脉冲电流进行镍基单晶高温合金均匀化的方法，其特征在于，对铸态镍基单晶高温合金施加两级以上的梯度脉冲电流。
2.根据权利要求1所述的利用脉冲电流进行镍基单晶高温合金均匀化的方法，其特征在于，对铸态镍基单晶高温合金施加2级~4级的梯度脉冲电流。
3.根据权利要求1或2所述的利用脉冲电流进行镍基单晶高温合金均匀化的方法，其特征在于，所述梯度脉冲电流的参数范围为：频率100~2000Hz，脉宽200μs~10ms，电流密度10~100A/mm2，作用时间为10min~3h。
4.根据权利要求3所述的利用脉冲电流进行镍基单晶高温合金均匀化的方法，其特征在于，施加的梯度脉冲电流的电流密度逐级增加。
5.根据权利要求4所述的利用脉冲电流进行镍基单晶高温合金均匀化的方法，其特征在于，对于30mm×5mm×1.5mm镍基单晶高温合金，施加的脉冲电流参数范围为：1000~2000Hz，脉宽100ms~200ms，电流密度30~40A/mm2，作用时间为10min~3h；施加的梯度脉冲电流的电流密度逐级增加。
6.根据权利要求4所
...【技术特征摘要】
1.一种利用脉冲电流进行镍基单晶高温合金均匀化的方法，其特征在于，对铸态镍基单晶高温合金施加两级以上的梯度脉冲电流。
2.根据权利要求1所述的利用脉冲电流进行镍基单晶高温合金均匀化的方法，其特征在于，对铸态镍基单晶高温合金施加2级~4级的梯度脉冲电流。
3.根据权利要求1或2所述的利用脉冲电流进行镍基单晶高温合金均匀化的方法，其特征在于，所述梯度脉冲电流的参数范围为：频率100~2000hz，脉宽200μs~10ms，电流密度10~100a/mm2，作用时间为10min~3h。
4.根据权利要求3所述的利用脉冲电流进行...
【专利技术属性】
技术研发人员：张新房，李字涵，周梦程，张宝雨，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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