[发明专利]镍基单晶高温合金微结构筏化类型的预测方法

说明书

本公开涉及涡轮叶片技术领域，提供了一种镍基单晶高温合金微结构筏化类型的预测方法，包括：确定所述镍基单晶高温合金的微观单胞的几何模型，所述微观单胞包括基体相和沉淀相，所述基体相和所述沉淀相具有界面；建立空间坐标系，并对所述微观单胞的几何模型进行有限元分析，以确定所述微观单胞在蠕变过程中的内部应力；根据所述内部应力确定所述基体相的驱动力；根据所述内部应力确定所述沉淀相的驱动力；根据所述基体相的驱动力以及所述沉淀相的驱动力确定所述筏化类型。本公开能够提高预测效率。

技术领域

本公开涉及涡轮叶片技术领域，尤其涉及一种镍基单晶高温合金微结构筏化类型的预测方法。

背景技术

航空发动机涡轮叶片对材料的高温综合性能要求越来越高，镍基单晶高温合金具有硬度大、熔点高的特点，因而被广泛应用于航空发动机。

在现有技术中，常常通过试验来预测镍基单晶高温合金微结构的筏化类型。然而，试验过程繁琐，导致预测效率极低。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种镍基单晶高温合金微结构筏化类型的预测方法，能够提高预测效率。

根据本公开的一个方面，提供一种镍基单晶高温合金微结构筏化类型的预测方法，包括：

确定所述镍基单晶高温合金的微观单胞的几何模型，所述微观单胞包括基体相和沉淀相，所述基体相和所述沉淀相具有界面；

建立空间坐标系，并对所述微观单胞的几何模型进行有限元分析，以确定所述微观单胞在蠕变过程中的内部应力；

根据所述内部应力确定所述基体相的驱动力；

根据所述内部应力确定所述沉淀相的驱动力；

根据所述基体相的驱动力以及所述沉淀相的驱动力确定所述筏化类型。

在本公开的一种示例性实施例中，根据所述内部应力确定所述基体相的驱动力包括：

根据所述内部应力确定所述界面的位错能密度；

根据所述位错能密度确定所述基体相的驱动力。

在本公开的一种示例性实施例中，根据所述位错能密度确定所述基体相的驱动力包括：

根据第一关系式和所述位错能密度确定所述基体相的驱动力，所述第一关系式为：

其中，i和j代表所述空间坐标系不同的坐标轴，所述坐标轴包括x轴、y轴以及z轴，代表垂直于i轴的所述界面的位错能密度，代表垂直于j轴的所述界面的位错能密度，代表所述基体相的驱动力。

在本公开的一种示例性实施例中，根据所述内部应力确定所述沉淀相的驱动力包括：

根据所述内部应力确定所述微观单胞的弹性应变能密度；

根据所述弹性应变能密度确定所述沉淀相的驱动力。

在本公开的一种示例性实施例中，根据所述弹性应变能密度确定所述沉淀相的驱动力包括：

根据第二关系式和所述弹性应变能密度确定所述沉淀相的驱动力，所述第二关系式为：

其中，n代表所述界面的法线方向，n等于x、y或z，代表所述法线方向为x轴方向、y轴方向或z轴方向，W代表所述微观单胞的弹性应变能密度，σ_n代表所述界面在所述法线方向上受到的正应力，代表所述界面沿所述法线方向的位移梯度，代表所述沉淀相的驱动力。