江苏劲国重工机械有限公司
江苏劲国，重工领域因而研究新型镍基单晶高温合的制备工艺、铸造缺陷以及热处理对改善组织和性能的影响具有很重要的意义。本文以一种新型镍基高温合为研究对象,通过快速凝固法制备单晶组织铸件,研究温度梯度、抽拉速度对此种镍基高温合单晶组织的影响。在此基础上研究此种合铸件制备过程中出现的常见缺陷及其形成机理。后探讨热处理对此种合单晶铸件的组织和性能的影响以及不同温度下拉伸性能的研究。本文的主要结论如下：(1)通过快速凝固制备的新型镍基高温合单晶铸件,铸件距离水冷盘的不同测温点位置,固液界面的温度梯度不一样。相对来说离水冷盘距离越远,温度梯度越小。
抽拉速度对合组织的影响十分显著,本工艺合理的抽拉速率为2.5mm/min～3.5mm/min。(2)在不同的抽拉速率下,元素的偏析程度受扩散时间和扩散距离的双重影响。抽拉速率在2.5mm/min～4.5mm/min之间变化时,随着抽拉速率的提高,除Re、W元素外各元素的偏析程度均有所减轻。Re、W元素随着抽拉速率的提高,偏析越来越严重。杂晶的形成位置虽有一定的偶然性,但大部分都是有原因有规律的镍基单晶高温合在高温高应变率下的力学行为,本文利用CSS4410型电子万能材料试验机和具有高温高应变率耦合试验功能的Hopkinson压杆在从温度293K到1273K,应变率民发动机的性能、寿命及可靠性。
镍基单晶高温合因其卓越的高温性能被广泛应用于航空发动机及地面燃气轮机的关键部件—涡轮转子叶片；在国内，某些发动机上亦开始使用单晶涡轮转子叶片。目前尚无能直接替代镍基单晶高温合用于航空发动机涡轮转子叶片的更好材料。但单晶材料力学性能的各向异性制约了其和应用，对其工程应用、材料潜能的发挥以及应用的理论基础提出了挑战。本论文旨在从力学与材料科学相结合角度针对单晶材料各向异性特点，采用宏观与细观研究相结合、理论分析、计算模型、实验考核与验证相结合的方法，开展各向异性单晶叶片度分析和寿命预测方面的研究工作。
