浙江物联网软件开发 西工大《JMRT》：诳骗籽晶法高通量模组结构制备具有多个通常三维取向的单晶叶片

发布日期：2024-07-18 17:20    点击次数：143

1.布景先容浙江物联网软件开发

一般来说，制备单晶涡轮叶片有两种基本模范：选晶法和籽晶法。选晶法是通过由肇始段和螺旋通说念组成的晶粒弃取器中晶粒间的竞争滋长赢得镍基单晶叶片。关联词，选晶法制备的单晶叶片的取向并不精准，其只可将叶片的主取向收尾在一定范畴内，二次取向整个当场，极大的收尾了镍基单晶高温合金的优异性能。因此，为了坐褥出高质地单晶叶片，并精准戒指单晶叶片的三维取向，籽晶法逐渐引起了鄙俚的温煦。然而，传统模组结构中世片数目时常与籽晶数目特等，这使得对籽晶的需求很高，在较大数目需求下籽晶质地时常难以戒指。此外，由于籽晶在切取通常常存在取向偏差，这种取向偏差传递给叶片之后，也会导致单晶涡轮叶片取向一致性的裁减。

上升选手之中李淑瑛在女子韩巡乐天公开赛中并列位于39位，获得0.62分，世界排名从368位上升到354位。

亚军玛丽娅-埃尔南德斯（Maria Hernandez）来自西班牙，获得10.8分，世界排名从251位上升到188位。

2.后果简介

日前，来自西北工业大学凝固手艺国度重心现实室的杨文超教会和张军教会提议了一种新式籽晶法高通量模组结构，奏凯制备出了4片取向通常的单晶叶片。为了优化这一模组结构要津参数，作家主要通过ProCAST模拟仿真，经营了联结器高度和叶片遗弃角度对单晶滋长的影响。收尾标明，比较于60°和120°联结器，高度为50毫米的90°联结器可在赢得较少叶片缘板杂晶的前提下，赢得较高的温度梯度。在此基础上，作家进一步计划了不同遗弃角度对叶片组织滋长的影响。发现当叶片遗弃于120°和270°时，可赢得最平坦的液特等温线。然而，由于叶片平台薄边成核点与模具中心的距离各异，在120°下遗弃的叶片，杂散晶粒会更早的形核并更快横向彭胀，从而占据缘板区域。因此，90o的联结器和270o的遗弃角为该高通量模具的最好结构。临了，作家选定这一优化模组结构奏凯制作出了4片具有通常三维取向且无杂散晶粒的单晶叶片。该后果充分说明了该新式高通量模组的可行性，为三维取向赢得风雅戒指的单晶叶片高通量制备提供了新想路。联系经营后果以“Orientation control of multiple single crystal blades using a novel high-throughput mold via seeding-grain selection technique”为题发表于期刊Journal of Materials Research & Technology上。论文的第一作家为博士经营生秦嘉润，通信作家为杨文超教会和张军教会。

论文汇聚：

https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.02.228

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3. 图文明白

3.1 模组结构

图1展示了高通量模组的暗意图，可见该蜡模主要由四个叶片、一个联结器和一个与籽晶连结的螺旋通说念组成，通过联结器和螺旋通说念，四个叶片的标的均由团结个籽晶戒指。在此基础上，为了赢得最优的模组结构，物联网软件开发资讯作家缠绵了三种不同高度的联结段以及12组叶片遗弃角度，并通过模拟妙技对这两种伏击的部件进行了模拟（如图2和图3所示）。

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图1. 模组暗意图 (a) 和主要部件的尺寸 (b)-(d)

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图2. 120o(a)、90o (b) 和60o (c) 联结器的尺寸

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图3. 以30o为拒绝十二组叶片遗弃角度暗意图 (a)-(l)

3.2 联结段高度

结合图4至图5，作家笃定了三种联结段对组织滋长及温度梯度的影响。收尾标明，使用90o联结段不错在保证较高温度梯度的基础上，扼制叶片缘板杂晶的变成。

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图4. 120° (a)-(c)、90° (d)-(f)和60° (g)-(i) 联结器的晶体滋长、温度梯度模拟

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图5. 使用120° (a)、90° (b) 和60° (c) 联结器的叶片缘板组织模拟收尾

3.3 叶片遗弃角度

如图6所示，作家系统对比了不同遗弃角度下叶片缘板杂晶面积，发现将叶片遗弃于270°时不错赢得最少的缘板杂散晶粒。同期，为了解不同遗弃角度下叶片杂晶变成的各异原因，作家进一步比较了杂晶形核时间、滋长速度以及叶片各区域温度梯度各异等身分，最终提议了遗弃角度对杂晶成核及滋长影响的模子（图7）。

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图6. 以不同角度遗弃的叶片的晶体滋长情况 (a)-(l)和统计收尾 (m)

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图7. 叶片置于120° (a), (c) 和270° (b), (d) 时铸件的温度场

3.4 锻造流程

把柄ProCAST模拟收尾，作家最终弃取使用90o联结器和270o遗弃角为该高通量模具的最好结构，并使用该模具奏凯坐褥出了4片具有通常三维取向且好意思满的单晶叶片铸件。如图8至图9所示，不错显着看出，4个单晶叶片均具有与籽晶通常的[001]一次取向，且其二次枝晶取向也与叶片[010]标的呈现出平行趋势。通过其组织刻画不错看出，4片单晶叶片取向基本一致。

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图8. 籽晶及叶片中心的一次取向测定

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图9. 叶片缘板组织刻画及二次滋长标的

通信作家：

杨文超，西北工业大学材料学院、凝固手艺国度重心现实室教会，博士生导师，国度优秀后生科学基金赢得者。主要从事铝合金、高温合金突出零件凝固成形基础和应用经营，承担国度当然科学基金、工信部强基工程、国度重心研发筹备等纵向课题12项、中国航发集团等横向课题15项；入选中国科协后生东说念主才托举工程、陕西省杰青和湖南省100个科技蜕变东说念主才，获中国产学研配合蜕变奖、中国极品科技期刊顶尖学术论文奖、陕西省科学手艺发明一等奖和陕西省航空学会后生科技奖；发表学术论文100余篇，授权国度发明专利18件。现任中国金属学会电磁冶金与强磁场材料科学分会委员，陕西省航空学会理事会理事，陕西省层状金属复合材料工程经营中心委员会委员等职。

张军，西北工业大学材料学院、凝固手艺国度重心现实室教会，博导，中国机械工程学会高档会员及材料分会理事，国度当然科学基金学科评审众人，先进高温结构材料国度级重心现实室学术委员会委员。训诫部高等学校教学信息化与教学模范蜕变引导委员会委员，中国高等训诫学会工程训诫专科委员会常务理事浙江物联网软件开发，中国训诫发展政策学会理事，训诫部本科教学责任审核评估众人、及格评估众人、工程训诫认证众人。曾任西北工业大学教务处长、材料学院副院长、国度重心现实室副主任等。主要从事前进材料突出凝固手艺和表面的教学与科研责任，获国度级教学后果奖一等奖1项，陕西省科学手艺一等奖2项，训诫部当然科学二等奖1项。发表学术论文350余篇，获国度发明专利40余项。先后承担国度当然科学基金要紧和重心花样、国度973、国防973、国防863、国防基础科研、国防预研、航空基金等国度及省部级科研花样30余项，国度和省部级训诫教学经营花样3项。

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