铌硅基高温合金定向凝固铸造温度场模拟计算

秦蓉¹，付华栋¹，康永旺²，周晓舟¹，张志豪¹，谢建新¹

1. 北京科技大学新材料技术研究院材料先进制备技术教育部重点实验室2. 北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室

摘 要：以铌硅基高温合金定向凝固铸造过程为对象,通过实验测试和反求法确定了铌硅基高温合金和型壳的热物性参数,以及凝固过程各界面换热系数等边界条件;利用ProCAST软件对不同抽拉速率下铌硅基高温合金凝固过程温度场进行了模拟.结果表明,随着抽拉速率由5 mm·min^-1增加到10 mm·min^-1,固/液界面离液态金属锡表面的距离由12.1 mm下降到8.2 mm;平均糊状区宽度逐渐变窄,由11.5 mm减小到10.4 mm.针对抽拉速率为5 mm·min^-1的实验结果表明,数值模拟结果与实际定向凝固实验获得的一次枝晶间距差异在6%以内,从一个方面验证了温度场模拟结果的正确性,相关结果可为铌硅基高温合金叶片定向凝固铸造参数的确定提供参考.

关键词：ProCAST;数值模拟;定向凝固;液态金属冷却;抽拉速率;