[发明专利]一种化学成分连续梯度分布的镍基单晶高温合金试棒的制备方法

摘要

本发明公开了一种化学成分连续梯度分布的镍基单晶高温合金试棒的制备方法，属于金属材料制备技术领域。该方法利用放在模壳下端的高熔点单晶合金作为籽晶，通过定向凝固工艺实现单晶生长。在两种合金完全熔化状态下，两种合金液通过对流或者扩散相互混合，从而改变合金成分，产生成分梯度。该方法能够实现镍基单晶试样中厘米级别的成分梯度分布，可以满足持久、蠕变等宏观力学性能研究的需求。

主权项

1.一种化学成分连续梯度分布的镍基单晶高温合金试棒的制备方法，其特征在于：所述化学成分连续梯度分布的镍基单晶高温合金是指，合金化学成分中的A元素含量呈梯度分布，除镍以外的其他元素则含量保持不变；该镍基单晶高温合金试棒的制备方法包括以下步骤：(1)模壳制备：所述模壳包括模壳底盘和用于承装镍基单晶高温合金试棒的氧化铝管，所述模壳底盘上钻孔，氧化铝管插入模壳底盘上的孔中并固定；(2)合金棒材准备：根据目标合金试棒中A元素含量的分布范围，分别制备A元素含量为a1的合金棒材和A元素含量为a2的合金棒材，其中熔点相对高的合金成分制备成单晶态的合金棒材，熔点低的则不做要求；同时，高熔点成分的单晶态合金棒材作为籽晶，长度大于3cm；两根棒材相对接后置入氧化铝管中；(3)制备化学成分连续梯度分布的镍基单晶高温合金试棒：采用高速凝固法(HRS)制备，首先将模壳固定在水冷盘上，置入保温炉内；保温炉的温度及熔炼时间需要根据两种成分试棒的接触面类型来确定，炉内真空度≤1Pa，定向凝固的抽拉速率为3～6mm/min。