低偏析异质籽晶制备单晶高温合金的籽晶熔合区形成机制研究

郭静^1,2，李金国²，刘纪德²，黄举^2,3，孟祥斌²，孙晓峰²

1. 中国科学院大学2. 中国科学院金属研究所3. 东北大学材料科学与工程学院

摘 要：采用低偏析异质籽晶法研究了定向凝固制备单晶高温合金时籽晶熔合区的形成机制,利用SEM和EPMA对籽晶熔合区的组织以及元素分布进行分析。结果表明,籽晶回熔平衡界面前沿存在一个无微观偏析的熔合区,该区域是凝固界面发生平面状-胞状失稳转变的过渡区。增加籽晶材料中W含量或提高定向凝固速率均会促进凝固界面的平面状-胞状失稳转变,且凝固速率的影响更显著。相比于传统籽晶法,低偏析异质籽晶熔合区内的平界面凝固能有效避免籽晶回熔界面的枝晶熔断和成分过冷导致的杂晶形核,从而提高单晶的引晶生长成功率。

关键词：镍基单晶高温合金;籽晶;凝固界面;熔合区;