鑄造高溫合金工藝設(shè)計(jì)、定向凝固實(shí)驗(yàn)顯微鏡
定向凝固高溫合金的研究包括合金設(shè)計(jì)、定向凝固工藝、熱處
理與微觀組織以及力學(xué)性能與使用行為。
1.合金設(shè)計(jì)
早期的定向凝固高溫合金僅僅是將成熟的普通鑄造高溫合金在工
藝上實(shí)現(xiàn)定向凝固。由于工藝的不同，普通鑄造高溫合金實(shí)現(xiàn)定向
凝固后，橫向晶界的開裂現(xiàn)象很難避免。因此適應(yīng)于定向凝固工藝
的新型定向凝固和單晶高溫合金應(yīng)運(yùn)而生。從前面介紹的定向凝固
與單晶高溫合金的發(fā)展特征來看，定向凝固與單晶高溫合金研究的
首要對(duì)象，就是設(shè)計(jì)既與凝固工藝相適應(yīng)，又具有優(yōu)異綜合性能的
合金。
2．定向凝固工藝
定向凝固工藝研究包括定向凝固的基本理論、定向凝固熱流控制
分布及其影響因素、定向凝固工藝和設(shè)備、定向凝固鑄造缺陷控制
及其計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)等。特別是零件，如具有復(fù)雜形狀的渦輪葉片
的定向凝固工藝等均應(yīng)包含在內(nèi)。
3．熱處理與微觀組織
高溫合金通常采用三種類型的熱處理，即固溶熱處理、涂層熱處
理和時(shí)效熱處理。熱處理研究的目的是，針對(duì)具體的合金和涂層，
獲得較佳顯微組織和良好綜合性能的熱處理制度。微觀組織研究不
僅包括對(duì)合金相組成，如^y’相、碳化物、硼化物、TcP相等的含
量、形態(tài)及其分布的研究，而且包括組織穩(wěn)定性的研究。
4．力學(xué)性能與使用行為
定向凝固和單晶高溫合金有很多優(yōu)點(diǎn)，如在受力方向不存在晶界
，振動(dòng)阻尼效果好。定向凝固和單晶高溫合金屬宏觀各向異性非均
質(zhì)材料，含有特定的細(xì)觀結(jié)構(gòu)，材料細(xì)觀單元及其構(gòu)造的動(dòng)力學(xué)演
化控制了材料的力學(xué)損傷破壞過程，從而構(gòu)成了材料不同區(qū)域的不
同強(qiáng)度和韌性。因此對(duì)這種具有各向異性材料的力學(xué)性能表征與評(píng)
價(jià)技術(shù)需要進(jìn)行特殊的分析與研究。同時(shí)，如同其他技術(shù)一樣，沒
有挫折和失敗，就不會(huì)有高溫合金和鑄造工藝等研究的迅猛發(fā)展和
進(jìn)步。因此，分析定向凝固高溫合金在研制和使用過程出現(xiàn)的問題
與失效，有助于進(jìn)一步提高定向凝固和單晶高溫合金的研制與應(yīng)用
水平，如20世紀(jì)60年代定向凝固高溫合金鑄造裂紋問題，以及我國
近年來對(duì)定向凝固高溫合金工程應(yīng)用中再結(jié)晶問題的研究。同時(shí)，
對(duì)不可避免的再結(jié)晶問題，既要研究其控制和評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)、無損檢測(cè)
等問題，也要研究帶有涂層和薄層再結(jié)晶的定向凝固及單晶高溫合
金葉片的這樣多體系的損傷模型及其規(guī)律。
