一种控制温度梯度决定定向凝固一次枝晶间距的方法技术

技术编号:5115431 阅读:390 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种控制温度梯度决定定向凝固一次枝晶间距的方法,属于定向凝固技术领域,其特征在于:定向凝固Al-4.5%Cu合金在5kg坩埚下拉式真空定向凝固炉中进行,其温度由装在加热元件的三组热电偶控制,工作时温度控制在±5K。在保持抽拉速率不变的条件下,在相同的过热温度和过热时间条件下,分别改变上下加热体的温度,达到改变合金凝固时界面前沿的温度梯度的要求。本发明专利技术是在保证晶体的生长速率的前提下,考虑温度梯度的影响,通过相关参数数据,得出温度梯度与一次枝晶间距的内在关系。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于定向凝固
,特指一种控制温度梯度决定定向凝固一次枝晶间 距的方法。
技术介绍
在金属凝固过程中,金属以树枝晶的形式生长是一种主要方式。而树枝晶的大小 与形态对金属的性能有很大的影响。枝晶间距就是其中一个最重要的参数,间距的大小与 组织中显微偏析、夹杂的形成、微裂纹与缩松的产生等都有密切的关系。尤其是一次枝晶间 距是影响合金组织中溶质、中间相、共晶相或杂质分布的重要凝固组织参数,研究其形成机 制以及和凝固条件的依赖关系,有利于对合金凝固组织实施准确预测和控制,因此对提高 合金性能具有十分重要的意义。晶体在定向凝固生长时,柱状晶生长方向与热流方向平行,两者的方向相反,晶体 以一定的速度向液体内生长。枝晶尖端温度与金属或合金液相线温度相等,其晶界与枝晶 的主轴平行,枝晶的主轴不断产生分枝,最后形成一个完整晶粒。对于平行排列的枝晶,他 们的间隔被定义为一次枝晶间距。在定向凝固理论中,晶体生长速率是定向凝固技术中的 重要工艺参数,是影响金属凝固、枝晶生长的一个重要因素。决定了晶体的显微组织(即枝 晶间距),枝晶间距小则晶粒细小,合金性能提高,因此可以满足工程等领域的需要。目前国 内外对于定向凝固组织的影响因素的研究一般集中在定性分析,关于定向凝固组织与可控 凝固参数关系的定量研究在合金凝固过程中目前尚未有全面的研究。本专利技术针对这一问题,开发了一种控制温度梯度决定定向凝固一次枝晶间距的方 法。
技术实现思路
本专利技术的目的提供。本专利技术具体技术方案为,对定向凝固A1-4. 5% Cu合金一次枝晶间距进行控制,以 满足工程等领域的需求。其特征在于定向凝固Al-4.5% Cu合金在5kg坩埚下拉式真空 定向凝固炉中进行,其温度由装在加热元件的三组热电偶控制,工作时温度控制在士5K。在 工作中热电偶的放置与坩埚热流方向相平行,在加热和冷却过程中,用热电偶测得温度分 布。为了保证炉温,保持冷却水(恒定温度)在恒定水压,同时固定冷却水和发热台之间的 距离,以保证工作时温度梯度恒定。在保持抽拉速率不变的条件下,在相同的过热温度和过 热时间条件下,分别改变上下加热体的温度,达到改变合金凝固时界面前沿的温度梯度的 要求。本专利技术是在保证晶体的生长速率的前提下,考虑温度梯度的影响,通过表1的相关参 数数据,得出温度梯度与一次枝晶间距的内在关系。表1是本专利技术的相关参数数据。表1相关参数数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制温度梯度决定定向凝固一次枝晶间距的方法,其特征在于:定向凝固Al-4.5%Cu合金在5kg坩埚下拉式真空定向凝固炉中进行,其温度由装在加热元件的三组热电偶控制,工作时温度控制在±5K;在工作中热电偶的放置与坩埚热流方向相平行,在加热和冷却过程中,用热电偶测得温度分布;为了保证炉温,保持冷却水(恒定温度)在恒定水压,同时固定冷却水和发热台之间的距离,以保证工作时温度梯度恒定。在保持抽拉速率不变的条件下,在相同的过热温度和过热时间条件下,分别改变上下加热体的温度,达到改变合金凝固时界面前沿的温度梯度的要求;本专利技术是在保证晶体的生长速率的前提下,考虑温度梯度的影响,通过表1的相关参数数据,得出温度梯度与一次枝晶间距的内在关系;表1是本专利技术的相关参数数据。表1相关参数数据 ***。

【技术特征摘要】
一种控制温度梯度决定定向凝固一次枝晶间距的方法,其特征在于定向凝固Al 4.5%Cu合金在5kg坩埚下拉式真空定向凝固炉中进行,其温度由装在加热元件的三组热电偶控制,工作时温度控制在±5K;在工作中热电偶的放置与坩埚热流方向相平行,在加热和冷却过程中,用热电偶测得温度分布;为了保证炉温,保持冷却水(恒定温度)在恒定水压,同时固定冷却水和发热台之间的距离,以保证工作时温度梯度恒定。在保持抽拉速率不变的条件下,在相同的过热温度和过热时间条件下,分别改变上下加热体的温度,达到改变合金凝固时界面前沿的温度梯度的要求;本发明是在保证晶体的生长速率的前提下,考虑温度梯度的影响,通过表1的相关参数数据,得出...

【专利技术属性】
技术研发人员:司乃潮司松海郑利波扬嵩
申请(专利权)人:镇江忆诺唯记忆合金有限公司
类型:发明
国别省市:32[中国|江苏]

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