鎳基單晶高溫合金DD11雜晶形成的過冷度時間判定

賈玉亮， 賀莉麗， 趙云松，3， 郭會明，4， 方 向， 張 劍

(1.北京航空材料研究院 先進高溫結構材料重點實驗室，北京100095;2.中航工業南方航空工業(集團)有限公司，湖南 株洲412002;3.北京科技大學 新金屬材料國家重點實驗室，北京100083;4.北京科技大學 材料科學與工程學院，北京100083)

單晶高溫合金的顯著特點是消除了可能產生裂紋源的橫向和縱向晶界，因而具有較好的高溫蠕變性能和抗疲勞性能，是航空發動機渦輪葉片的首選材料［1～3］。隨著葉片服役溫度不斷提高，合金中難熔元素含量不斷增多，葉片結構越來越復雜，使得單晶葉片在鑄造過程中常出現雜晶而導致單晶葉片產品不合格［4，5］。如何消除雜晶保障葉片的單晶完整性是單晶葉片制備中亟須解決的重要問題。

單晶葉片中的雜晶極易在葉片截面突變處產生，例如葉片緣板等部位［6～8］。很多學者對橫向突變結構處的雜晶形成傾向性進行了研究，普遍認為隨著平臺長度的增大和厚度的減小，及平臺邊緣的過冷度增大，雜晶形成的傾向性增大［9～12］。而關于緣板空間位置對雜晶形成的影響存在不同觀點，有報道表明雜晶優先在外側緣板形成，因為外側平臺邊角處的過冷度總是大于內側平臺邊角處的過冷度［9］。另有學者則認為內側邊角處首先凝固，原因是盡管緣板外側在冷卻過程中可以達到更大的冷卻速率，但是緣板內側仍然先于外側達到凝固條件［12］。兩者的研究結果之所以有區別，可能是因為合金成分……