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作为航空发动机涡轮工作叶片的主要材料，镍基单晶高温合金凝固过程中的元素偏析易造成组织的不均匀性，进而影响其高温力学性能。选取国产二代单晶高温合金DD5作为研究对象，以3mm/min的抽拉速率制备单晶试棒，通过组织观察与热力学计算确定其铸态组织的相组成，包括γ相，γ’相与碳化物。采用电子探针显微分析对合金元素在枝晶干与枝晶间的偏析行为进行了线扫描，确定Re、W的正偏析及Al、Ta负偏析特性，且枝晶间的碳化物中Ta含量较高，推测其为MC型碳化物。在此基础上借助Micress相场软件，对凝固过程的组织形貌演化与