论文部分内容阅读
本文利用50m长落管实验设备提供的微重力环境,采用籽晶法开展Ni-5%Al-8%W、Ni-5%Al-6%Ta、Ni-5%Al-8%W-4%Ti以及Ni-5%Al-8%W-4%Ti-3%Ta四种镍基单晶合金的微重力和重力实验,对比了微重力和重力环境下合金的凝固组织和成分分布的特点,研究了重力对单晶凝固行为的影响。主要取得以下结论: 1、四种合金的落管凝固实验均表明:与重力试样相比,微重力条件下枝晶组织更为发达,一次枝晶间距较重力条件下的大,二次枝晶臂较长,且存在发达的三次枝晶。 2、Ni-5%Al-8%W和Ni-5%Al-8%Ta单晶合金的落管凝固实验表明:同一位置处微重力试样的二次枝晶臂间距比重力试样的小。而Ni-5%Al-8%W-4%Ti和Ni-5%Al-8%W-4%Ti-3%Ta单晶合金的落管凝固实验表明:同一位置处微重力试样的二次枝晶臂间距比重力试样的大。 3、Ni-5%Al-8%W-4%Ti和Ni-5%Al-8%W-4%Ti-3%Ta单晶合金的落管凝固实验表明:重力条件下枝晶间组织呈胞状,微重力枝晶间的γ-γ共晶组织部分呈扇形或网状。 4、四种合金的落管凝固实验均表明:Al、Ti、Ta的偏析系数小于1,W的偏析系数大于1。此外,微重力条件下的Al元素的偏析系数总是大于重力条件下Al元素的偏析系数;Ni-5%Al-8%W合金中W元素的偏析系数总是小于重力条件下W元素的偏析系数。向合金中加入4%的Ti,W的偏析系数发生改变,微重力条件下W的偏析系数大于重力条件下的偏析系数,且Ti的偏析系数小于重力条件下的偏析系数;再向合金中加入3%的Ta,W、Ti的偏析系数都发生改变,微重力条件下W元素的偏析系数又小于重力条件下W元素的偏析系数,而Ti的偏析系数大于重力条件下的偏析系数。且微重力条件下Ta的偏析系数在凝固初期大于重力条件下的偏析系数,而在凝固后期,又小于重力试样的偏析系数。而Ni-5%Al-6%Ta合金的实验结果表明:Ta在微重力条件下的偏析系数大于重力条件下的偏析系数。 5、随着凝固的进行,重力条件下一次枝晶干中Al元素含量有增大的趋势,W元素和Ti元素含量有减小的趋势,而微重力条件下三种元素的变化趋势不明显;重力水平对枝晶干中Ta元素的含量变化影响不大。