刘小忠毕业翻译

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1、焊接条件对单晶焊接时杂散晶体形成的影响J.M.Vitek*MetalsandCeramicsDivision,OakRidgeNationalLaboratory,P.O.Box2008,OakRidge,TN37831-6096,USAReceived8July2004;receivedinrevisedform23AΦgΦst2004;accepted24August2004Availableonline22October2004摘要杂散晶体在镍基单晶高温合金焊缝凝固的时候会导致其机械性能的下降和开裂，根据原发性过冷的机制，在树突晶体生长前沿，对焊接条件（焊接

2、速度和功率）在凝固过程中形成的杂散晶体倾向的影响进行了评估。考虑枝晶生长方向的影响，利用一个简单的几何三维热模型，根据焊接的条件和位置以确定杂散晶体的形成的程度。分析计算并描述了杂散晶体的形成程度、平均分布在整个凝固前的一个参数。加工图显示因为焊接速度，功率和方向杂散晶体形成变得严重起来。结果发现，低功率、高焊接速度的最佳选择可尽量减少杂散晶体形成可能性。晶体取向的影响在焊接的总体趋势形成杂散晶体最小，虽然基于方向局部变化是量化的。理论分析比较以前的实验工作，激光焊接镍基单晶和所有实验结果可在计算器上复制。本文由爱思唯尔公司代表Materialia发表.。关键词：

3、激光焊接；镍合金；凝固；晶体生长；杂散晶体1.简介为了实现涡轮发动机更高的效率和性能，发动机部件的合金的发展集中于微观结构的控制。本大多数现代地面和航空涡轮机使用单晶镍基合金的许多成分具有最大工作温度和高温度抗蠕变强度。这些部件都是极昂贵的，因此它是可取的开发技术可以修复缺陷铸件以及维修损坏，磨损，或破裂的服务组件。而一些焊接修复技术存在，这些程序没有达到性能修复部分相媲美那些在原始成分。目前的修复技术妥协的焊补区因为是多晶硅和修复焊接往往有显着不同的组成，导致一个微观结构（减少部分加强不同阶段）和相关的强度变化。主要的原因合金焊接时凝固形核与生长等轴晶时无法获得

4、理想的性能修理单晶体元件。这些新的颗体被称为杂散晶体。生成的杂散颗体去除理想的单晶组织，此外，由此产生的晶界行为容易开裂路径传播。本文探讨的凝固在焊接条件作为一个功能的焊接条件以确定最佳焊接条件为避免杂散晶体的形成。J.M.Vitek/ActaMaterialia53(2005)53–67术语a常数Ak用于计算环的面积G在凝固前任何给定的位置上热梯度Gd沿枝晶的组成部分增长方向热梯度GxGyGzxyz方向的热梯度部分热梯度方向Vb焊接速度To环境温度r径向YZ平面Vn凝固前正常速度Q热功率GrΦ=0时熔池表面热梯度方向K热导率α热扩散率No成核密度的液体θ负X方向

5、和n方向的夹角ψ任意位置n向量与晶体生长方向的夹角n材料参数n单位方向向量Vd焊接速度xyzXYZ平面Φ分散晶体的分布面积φ方向的环形截面分散晶体平均值X方向和φ方向的部分Φ的平均值当j=c时考虑树突生长方向否则不考虑在过去的十年左右，有许多研究树突状的单晶体在焊接条件凝固行为的文献。其中的一些研究表明，晶体取向在树突可确定一个几何模型，根据凝固前[4,5]焊缝方向和位置，确定了枝晶生长方向。更多的研究已经说明杂散晶体在焊接–[79]的形成原理。这些研究表明，就在凝固前的原发性过冷可导致等轴体子成核，如果这是不够广泛，单晶体凝固组织将取代多晶硅组织与许多杂散体子。

6、在这项研究中，熔池的形状将根据焊接条件来确定。先前建立的模型描绘了过冷度和杂散晶体在不同焊接条件下分布的程度，根据的熔池表面方向结合几何模型描述的枝晶生长方向的确定依赖杂散晶体形成焊接条件。分析得出具体关于在单晶焊接时杂散晶体最低的最佳焊接条件和焊接方向。2。数值分析程序2.1。计算焊缝形状尺寸多年来，许多数值模型已根据焊接条件描述了熔池的形状。作为模型的改进，他们包括了许多现象的影响最后的熔池形状。然而，比较这些进展，人们对此模型越来越苛刻。在这项研究中，准确度先进的模型已经牺牲，以便能够更加彻底地估算树突状增长的细节，以及它们如何影响焊接条件。因此，根据焊接条

7、件，在凝固前简单的三维罗森塔尔方案已解决用于定义的熔池形状和热条件。温度是由下面的表达式：上面的公式中To是环境温度，Q是热功率Vb热扩散速率α热扩散率。To为300K，Q和Vb是变化的，其他参数的值是表1给出了。由于这项研究的目的是材料参数所对应的镍基高温合金杂散体子形成。材料特性是基于JMatPro软件计算的ReneN5合金成分而且假定温度独立。一个单一的温度是用来确定凝固前温度（1640K）。因此，事实上的实际凝固时的温度范围被忽略，并影响和非平衡偏析凝固也被忽略。许多组合焊接速度、焊接功率检查如表2所示。三维罗氏方案有温度场对称焊接轴线性能。这种对称性已利

8、用在随后分