高温合金电磁成形定向凝固柱状晶组织及形成条件

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1、铸造Oct.2006·1008·FOUNDRYVol.55No.10高温合金电磁成形定向凝固柱状晶组织及形成条件12卢百平，刘林（1.南昌航空工业学院材料科学与工程学院，江西南昌330034；2.西北工业大学凝固技术国家重点实验室，陕西西安710072）摘要：研究高温合金电磁成形定向凝固柱状晶组织及其形成条件的结果表明，①电磁成形中熔体下固/液界面处温度场近一维分布，获得了柱状晶组织；②电磁成形高温合金样件具有间断迹象的定向胞晶组织；③给定其他条件后，电磁成形过程中不同形状、尺寸的样件熔体平直固液界面开始出现下凹的临界凝固速率具有不同的特定值。在相同凝固速率条件下，大尺寸

2、样件的固液界面更容易出现下凹。关键词：电磁成形；定向凝固；高温合金；柱状晶组织中图分类号：TG249.9文献标识码：A文章编号：1001-4977（2006）10-1008-03DirectionallySolidifiedColumnStructureofSuper-alloyPartsandItsGrowthConditioninElectromagneticShaping12LUBai-ping,LIULin(1.SchoolofMaterialScienceandEngineering,NanchangInstituteofAeronauticalTechnolo

3、gy,Nanchang330034,Jiangxi,China;2.StateKeyLabofSolidificationProcessing,NorthwesternPoly-technicalUniversity,Xi'an710072,Shanxi,China)Abstract:Directionallysolidifiedcolumnstructureofsuper-alloypartsanditsgrowthconditioninelectromagneticshapingwerestudied.Theresultsindicatethatquasionedim

4、ensionaltemperaturedistributionduringprocessofelectromagneticshapingisobtained.Itassuresthemacrostructureofpartsmadebyelectromagneticshapingbeingcolumnarcrystals.Thesuper-alloypartsmadebyelectromagneticshapinghavecellularstructurewithdiscontinuity.Underotherwiseequalconditionsareconstant,

5、thereisacriticalvalueofsolidifyingvelocitycausestheplainS/Linterfaceconcave-downduringtheprocessofelectromagneticshaping.Atthesamesolidifyingvelocity,theS/Linterfaceofbigpartiseasiertobeconcave-down.Keywords:electromagneticshaping;directionalsolidification;super-alloy;columnstructure电磁成形定

6、向凝固技术是电磁成形技术与定向凝试验是在西北工业大学自制的真空电磁成形定向固技术相结合而开发的一种新型定向凝固技术。该技凝固设备上进行的。设备核心部分由感应器、屏蔽罩术一方面是利用感应器在材料中产生的涡流加热熔化和冷凝器组成，冷却介质为五元低熔点合金，其熔点固态金属，并利用在熔体表面产生的电磁压力约束熔为46.7℃。试验材料为高温合金（K3），所成形样件体成形，代替了传统定向凝固工艺中的陶瓷模壳，消为板状件（48mm×12mm）和圆形样件（Ф18mm）。除模壳材料对金属熔体的污染；另一方面是利用液态试验中，电源频率为20kHz、电压为290～330V，屏金属冷却，且冷却介

7、质与样件直接接触，可以显著提蔽罩插入感应器为0～3mm，抽拉速度5～150μm/s，高熔体液固界面前沿的温度梯度和凝固速率，从而可可以约束高度为14～16mm的熔体，并稳定形成表面获得组织、性能皆优的样件。迄今为止，国内外关于光洁的高温合金样件。宏观组织腐蚀剂为（8gFeCl3·交变磁场作用下凝固组织的研究多集中在电磁搅拌和6H2O+14mlHCl+21mlH2O）；微观组织腐蚀剂为1.5g[2-6][8]晶粒细化方面，而关于电磁成形中交变磁场条件下CuSO4+40mlHCl+20mlC2H（2OH）2。[7]获得定向凝固组织