HRS法制备单晶高温合金及缺陷形成的模拟与实验研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:YWNDZDYWNDZD
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本论文主要利用以基于元胞自动机原理ProCAST有限元软件,通过模拟与实验相结合的方法,对HRS工艺制备单晶高温合金进行了研究。针对螺旋选晶器的选晶行为,复杂几何构件中杂晶形成和生长,以及枝晶之间的竞争生长过程等问题展开了研究和探讨。   选晶器的起始段和螺旋段几何尺寸都对选晶过程有重要的影响。具体来说,对于起始段,随着高度的增加,晶粒取向会得到持续优化,但是取向的优化速度随着高度的增加逐渐减缓,效率降低。而减小起始段的直径,则会提高优化取向的效率。同时,研究发现,排布位置对选晶过程影响较小。   对于螺旋段来说,增加螺矩和起始角,选出单晶需要的高度会增加,而所需的转数减少。而螺旋段外径的减小和起始角的增加,选出单晶需要的高度和转数都相应增加,选晶效率降低。同时,随着螺旋面直径的增加,选出单晶需要的高度和转数都相应增加,选晶效率降低。   对复杂几何构件中杂晶形成和生长进行研究发现,构件中杂晶的形成和生长与缘板几何尺寸密切相关。其中,在小尺寸缘板中,原始晶粒以二次、三次等高次枝晶臂长入,边缘处未出现杂晶。在此缘板内侧(接近模组中心轴线一侧),原始晶粒分出垂直一次枝晶方向的二次枝晶,横向长入缘板;在二次枝晶干上,又分出与一次枝晶生长方向相同的三次枝晶,长满整个缘板。而在外侧(接近炉壁一侧),二次枝晶横向长入缘板的同时,在靠近中心位置和边缘处的二次枝晶干分枝出与一次枝晶平行的三次枝晶。而在边缘的三次枝晶干上,又分出高次枝晶,并与中心位置的三次枝晶相接触,形成复杂的枝晶回路。   在大尺寸缘板中,首先在边缘处形成大量细小的杂晶,这些杂晶通过竞争生长,只有少数晶粒存活,以枝晶方式长入缘板,并在中心附近与原始晶粒相遇,形成晶界。而原始晶粒不能通过高次分枝长入缘板,最终只能在缘板中心附近生长。同时还发现,杂晶的尺寸和数量随着缘板尺寸的增加而增加。   最后,利用双晶模型,在三维空间中对竞争生长理论进行了探讨。为了表示晶粒的三维取向对竞争生长过程的影响,可以定义三个方向矢量:第一个是与温度梯度平行的择优生长方向(Z),一次枝晶生长方向在这个方向的分量决定了枝晶在糊状区中的位置:滞后或是超前。第二、三个矢量是与晶界垂直和平行的方向矢量x和y矢量,一次枝晶生长方向在两个方向的分量确定了枝晶对晶界的影响。通过建立这个三维坐标系,可以将以前的二维双晶模型扩展到三维空间,使得竞争生长模型更接近实际情况。  
其他文献
摘 要:初中物理总复习是物理学习中的一个重要环节,是学生对整个初中物理知识进行系统全面的认识过程。总复习所涉及的内容多,时间短,要在短时间内取得好的效果,就必须深入研究与探索。  关键词:初中物理;复习课教学;教学策略  初中物理学科,由于其涉及的内容庞杂,零散,相对于思维水平和分析能力相对较低的初中学生,具有一定的难度,尤其是在临近中考时,很多学生往往会出现遇到一个题目,不知道考查哪一个知识点,
无机纳米粒子近年来被广泛地应用于生物医学领域,这得益于它们固有的独特性质。如铁氧纳米粒子的超顺磁性,普鲁士蓝纳米粒子的光热性,羟基磷灰石(HAp)和β-磷酸三钙(TCP)纳米粒
目的 了解本专科护生择业效能感现状并探讨其与护生特点、职业期望的关系.方法 采用整群抽样法,以自然班为单位,对新疆某医科大学护理学专业毕业班护生发放一般资料调查表、
近年来关于“祭奠”的法律纠纷时有发生.从司法上来看“祭奠权”具有强烈的人身属性却难以具体化,围绕这一精神权利产生的各种矛盾成为法院审判的一大难点.
期刊
摘 要:多媒体教学设施可以为教学提供生动逼真的教学情境,多媒体教学不但可以丰富学生的想象力,还可以使呆板的教学变得图文并茂、声形并具、动静结合,提高学生的学习兴趣。因此在小学语文教学中要充分发挥多媒体教学的作用,优化课堂教学环境,激发学生的学习积极性,培养学生的探究能力和创新能力,发展学生的思维能力,提高语文教学效果。  关键词:多媒体教学;小学语文;教学;作用  随着科学技术的飞速发展,网络信息
摘 要:在高中课程改革和课堂教学改革逐渐深入的背景下,广大一线教师和专家学者对当前高中思想政治课教学有效教学进行了许多有益探索,但在教学实践中也出现了一些偏颇。如何克服这些偏颇是一个迫切需要探讨和解决的问题。本文尝试从高中思想政治课性质和目标、思想政治课特点、课堂教学策略等方面,探讨如何提高高中思想政治课教学的有效性。  关键词:高中思想政治课;教学;有效性  有效教学是为了提高教师的工作效益和学
由外科手术等造成的创伤失血在日常生活中比较常见。此外,暴露在空气中的伤口感染细菌从而引发炎症反应和局部血管扩张,进而延迟伤口的愈合过程。因此,制备快速、有效的控制伤口
高温涂层超导体是一种极具广泛应用前景的新型功能材料。制备出高立方织构的韧性金属合金基板是获得高载流能力涂层超导带材的前提。目前,织构金属合金基带存在的主要问题有:
摘 要:小学生由于处在身体的特殊发育阶段,具有好奇心重、注意力不集中等特点,在小学英语教学中融入游戏可以非常有效地激发小学生的学习兴趣和动力,集中注意力,提高小学英语教学质量。  关键词:小学英语教学;游戏教学;方法  在新课改不断推进的背景下,小学英语教育的课程标准提高了,教育上也有了更高的要求,但是由于小学生好奇心重、注意力不集中,对课堂教学产生了一定的影响,就这方面来说,抓住小学生的注意力,
镁合金是结构材料中最轻的金属,近年来已经逐渐被应用到航空航天、国防军工、汽车、电子通讯等领域,同时这些领域对其力学性能的要求也在不断提高。传统的铸造镁合金已经渐渐