高温合金单晶叶片定向凝固过程的宏微观数值模拟

来源期刊：稀有金属材料与工程2013年第11期

论文作者：唐宁 孙长波 张航 许庆彦 柳百成

文章页码：2298 - 2303

关键词：空心单晶叶片;定向凝固;热动力学数据库;二次臂间距;数值模拟;

摘    要：基于有限元和Panda热动力学数据库建立了单晶叶片真空熔模铸造定向凝固过程的数理模型,对不同工艺下单晶叶片试样凝固过程中的温度场、糊状区演变及枝晶二次臂间距进行了仿真,研究了缺陷形成机理和规律。计算结果与实验吻合良好。计算结果显示,拉速大时二次臂细小,但杂晶产生的趋势加大;拉速小时杂晶不易形成,但二次臂增粗。对实际空心薄壁复杂单晶叶片定向凝固过程的模拟研究表明,二次臂间距在叶身部分分布比较均一,3.5mm/min抽拉时有可能在缘板处产生杂晶。采用变拉速工艺,不仅可避免杂晶缺陷,还能保证工件大部分枝晶细小,提高生产效率和成品率。