[发明专利]一种减小高温合金定向凝固组织中合金元素偏析的方法

摘要

本发明涉及一种在静磁场下减小高温合金定向凝固组织中合金元素偏析的方法，属合金组织控制研究技术领域。本发明利用传统常用的强静磁场下的Bridgman定向凝固装置，并设计布置成使高温合金的液固相界面处于稳强静磁场的中心区域；高温合金的整个凝固过程在强静磁场下完成。

主权项

1、一种减小高温合金定向凝固组织中合金元素偏析的方法，其特征在于具有以下的过程和步骤：a.利用传统普通常用的合金定向凝固装置，将Ni-Co-Cr-Al-Ti-Mo的多元镍基高温合金成分的合金棒试样，封入定向凝固装置中的刚玉管内，并将其装在拉杆上，使其能在装置内的加热炉中抽拉作垂直移动；定向凝固装置的外侧设有一强静磁场发生体，要求其产生的磁场强度为0～10T(特斯拉)；加热炉对合金棒试样进行加热，炉内的温度梯度为70℃/cm；将合金棒试样慢慢向下抽拉作直线移动，抽拉速率为40μm/s；装置在设计布置时要求试样的固液界面处于强磁体的稳恒磁场区域；将试样垂直向下抽拉移动并进行定向凝固，当试样定向凝固生长达二分之一长度位置时，迅速拉入冷却池中进行淬火；冷却池中的冷却介质为液态Ga-In-Sn合金或Sn基二元合金；b.将上述定向凝固后的试样在液固界面以下2mm处的横断面截开，得到观察组织的横断面样品；c.将所述观察组织的横断面样品进行研磨抛光、腐蚀后，观察组织；并利用型号为JSM-6700F的能谱面扫描装置测定高温个中合金元素的偏析系数。偏析系数的定义为：高温合金中合金元素在枝晶间的成分与枝晶上的成分之比；如下式所示：Sr＝Ci/Cc；式中：Sr为偏析系数，Ci为枝晶间隙的溶质浓度，Cc为枝晶干处的溶质浓度；采用上述的能谱面扫描装置来分析检测枝晶间和枝晶干上的成分；每一成分的测定值为三处扫描区域的平均值；最终作出定向凝固后合金元素的偏析系数曲线，由此来评价合金元素偏析程度的高低。