利用带有红外加热炉的共聚焦激光扫描显微镜对GH4169高温合金在冷速分别为5, 50, 200 K·min-1条件下的凝固过程进行了原位观察, 并通过图形处理软件计算了自由表面固相含量随温度及时间的变化关系; 用光学显微镜观察了各冷速下高温合金的凝固组织, 计算了合金凝固后的二次枝晶间距。结果表明: GH4169高温合金在凝固过程中随着温度的降低, 枝晶不断生长, 新核不断形成; 随着冷速的增加, 枝晶组织明显细化; 固液转变依次经历初始平缓增加段、稳定快速增长段、残液转变减慢段三个阶段, 冷速的增加致使合金凝固后显微组织的二次枝晶间距减小, 偏析相更为均匀细小。
所属栏目
上海市自然科学基金重点资助项目(09JC1404400)
收稿日期
2010/8/242011/1/7
作者单位
王威:华东理工大学机械与动力工程学院, 上海 200237宝山钢铁股份有限公司研究院, 上海 201900
轩福贞:华东理工大学机械与动力工程学院, 上海 200237
缪竹骏:宝山钢铁股份有限公司研究院, 上海 201900上海交通大学材料科学与工程学院, 上海 200240
卢俊:宝山钢铁股份有限公司研究院, 上海 201900
徐文亮:宝山钢铁股份有限公司研究院, 上海 201900
宋洪伟:宝山钢铁股份有限公司研究院, 上海 201900
备注
王威(1983-), 男, 河北任丘人, 硕士研究生。
引用该论文:
WANG Wei,XUAN Fu-zhen,MIAO Zhu-jun,LU Jun,XU Wen-liang,SONG Hong-wei.In-situ Observation of Solidification Process of GH4169 Superalloy at Different Cooling Rates[J].Materials for mechancial engineering,2011,35(9):64～67
王威,轩福贞,缪竹骏,卢俊,徐文亮,宋洪伟.不同冷速下GH4169高温合金凝固过程的原位观察[J].机械工程材料,2011,35(9):64～67
参考文献
【1】
谢锡善.我国高温材料的应用与发展[J].机械工程材料, 2004,28(1):2-8,11.
【2】
CARTER W T, FORBES JONES R M. Nucleated casting for the production of large superalloy ingots[J]. Journal of the Minerals, Metals and Materials,2005,57(4):52-57.
【3】
YANG W, BARBADILLO J, MORITA K. Freckle criterion for the solidification of super alloys with a tilted solidification front[J]. Journal of the Minerals, Metals and Materials,2004,56(9):56-61.
【4】
YANG W, CHEN W, CHANG K M, et al. Freckle criteria for the upward directional solidification of alloys[J]. Metallurgical and Materials Transactions,2001,31(2):397-406.
【5】
LONG Z, YANG W, CHANG K M. Freckle formation and thermodynamic assessment for Nb bearing super alloys[C]//Proceedings International Symposium on Super alloys and Various Derivatives. Warrendale: The Minerals, Metals and Materials Society,2001.
【6】
王玲, 董建新. 冷速对IN718凝固过程中偏析和Rayleigh数的影响[J]. 北京科技大学学报,2007,29 (12):1222-1227.
【7】
KNOROVSKY G A, CIESLAK M J, HEADLEY T J, et al. Inconel 718: a solidification diagram[J]. Metallurgical and Materials Transactions,1989,20(10):2149-2158.
【8】
刘汉武,严卫东,杨爱民,等.金属凝固过程晶粒组织模拟研究进展[J].机械工程材料,2003,27(2):1-3.
【9】
LIU Z Z, KOBAYASHI Y, YANG J, et al. “In-situ” observation of the δ/γ phase transformation on the surface of low carbon steel containing phosphorus at various cooling rates[J]. ISIJ International,2006,46(6):847-853.
【10】
KIM J H, KIM S G, INOUE A.In situ observation of solidification behavior in undercooled Pd-Cu-Ni-P alloy by using a confocal scanning laser microscope[J]. Acta Mater,2001,49(4):615-622.
【11】
AMINORROAYA S, DIPPENAAR R. A novel approach to simulate segregation at the centreline of continuously cast steel using laser-scanning confocal microscopy[J]. Journal of Microscopy,2007,227(2):87-91.
【12】
REID M, PHELAN D, DIPPENAAR R.Concentric solidification for high temperature laser scanning confocal microscopy[J]. ISIJ International,2004,44(3):565-572.
【13】
SHIBATA H, EMI T. In-situ observation of engulfment and pushing of nonmetallic inclusions in steel melt by advancing melt/solid interface[J]. ISIJ International,1998,38(2):149-156.
【14】
KURZ W, FISHER D J.Fundamentals of solidification[M]. Switzerland: Trans Tech Publications,1998.
