镍基单晶高温合金精密铸造过程的再结晶倾向性评价方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109724556A(43)申请公布日2019.05.07(21)申请号201711019309.5(22)申请日2017.10.27(71)申请人中国科学院金属研究所地址110016辽宁省沈阳市沈河区文化路72号(72)发明人孟杰黄举王亮荀淑玲邹明科李金国金涛孙晓峰(74)专利代理机构沈阳优普达知识产权代理事务所(特殊普通合伙)21234代理人张志伟(51)Int.Cl.G01B21/28(2006.01)C30B11/00(2006.01)C30B29/52(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称镍基单晶高温合金精密铸造过程的再结晶倾向性评价方法(57)摘要本发明涉及高温合金领域，具体为一种镍基单晶高温合金精密铸造过程的再结晶倾向性评价方法。先用型芯模具制备氧化硅基型芯，再在外坯模具中压蜡模，组合成单晶模组后制壳，然后在定向凝固炉中拉制单晶样品，接着脱去模壳和型芯，再进行热处理后，统计表面再结晶晶粒的面积。利用再结晶晶粒面积定量评价合金的再结晶倾向性。再结晶面积越大，合金再结晶倾向性越强。在采用同一铸造体系的条件下，定量表征不同单晶高温合金的再结晶倾向性。本发明解决单晶高温合金再结晶倾向性评价难的问题，实现对已有的单晶高温合金进行再结晶倾向性评价，为合金选材提供依据。也可以对新研制的单晶高温合金进行再结晶倾向性评价，达到优化合金成分的目的。CN109724556ACN109724556A权利要求书1/1页1.一种镍基单晶高温合金精密铸造过程的再结晶倾向性评价方法，其特征在于，先用型芯模具制备氧化硅基型芯，再在外坯模具中压蜡模，组合成单晶模组后制壳，然后在定向凝固炉中拉制单晶样品，接着脱去模壳和型芯，再进行热处理后，统计表面再结晶晶粒的面积；利用再结晶晶粒面积定量评价合金的再结晶倾向性，再结晶面积越大，合金再结晶倾向性越强。2.按照权利要求1所述的镍基单晶高温合金精密铸造过程的再结晶倾向性评价方法，其特征在于，在采用同一铸造体系的条件下，定量表征不同单晶高温合金的再结晶倾向性。3.按照权利要求1所述的镍基单晶高温合金精密铸造过程的再结晶倾向性评价方法，其特征在于，利用模具制备工字型结构铸件在凝固过程中形成的内应力，再进行热处理形成再结晶，统计铸件表面再结晶晶粒的面积，以再结晶面积的大小评价合金再结晶倾向性的强弱，该方法包括如下步骤：第一步，根据工字型结构铸件结构制作型芯模具和外坯模具，制备型芯后压制蜡模并组成单晶模组，再使用待评价的工艺体系制备陶瓷模壳；第二步，将制备好的模壳放入定向凝固炉中，加热至1400～1600℃，再熔化单晶合金母合金，在1450～1600℃浇注到模壳内，再以1～9mm/min的速度拉制单晶铸件，整个铸件拉制完毕后，破真空后冷却；第三步，振动冒口清理模壳，将铸件从模组上切割下来；第四步，将铸件清洗干净后烘干，装入真空热处理炉中进行真空热处理，真空热处理工艺按合金材质和技术要求制定，热处理完成后破真空取出铸件；第五步，利用腐蚀剂对铸件进行宏观腐蚀，观察和测量铸件的再结晶面积，从而完成单晶高温合金再结晶倾向性评价。4.按照权利要求3所述的镍基单晶高温合金精密铸造过程的再结晶倾向性评价方法，其特征在于，第三步中，如铸件切割下来后带有难以清除的模壳和型芯用碱液进行化学去除，避免引入额外的应力，影响评价结果。5.按照权利要求3所述的镍基单晶高温合金精密铸造过程的再结晶倾向性评价方法，其特征在于，工字型结构铸件为连接梁的两端分别设置两翼的结构，工字型结构铸件由型芯模具和外坯模具两套模具形成；其中，型芯模具制备的型芯形成工字型结构的连接梁高度方向一个侧面，其余位置由外坯模具形成。6.按照权利要求3所述的镍基单晶高温合金精密铸造过程的再结晶倾向性评价方法，其特征在于，工字型结构的连接梁长度为30～50mm，高度为5～30mm，厚度为0.3～5mm。7.按照权利要求3所述的镍基单晶高温合金精密铸造过程的再结晶倾向性评价方法，其特征在于，工字型结构的两翼尺寸为30mm×40mm×8mm。8.按照权利要求3所述的镍基单晶高温合金精密铸造过程的再结晶倾向性评价方法，其特征在于，工字型结构的连接梁与两翼的过渡圆角半径为0.3～2.5mm。2CN109724556A说明书1/4页镍基单晶高温合金精密铸造过程的再结晶倾向性评价方法技术领域[0001]本发明涉及高温合金领域，具体为一种镍基单晶高温合金精密铸造过程的再结晶倾向性评价方法。背景技术[0002]单晶高温合金由于具有优异的高温力学性能和抗氧化腐蚀性能，成为先进航空发动机热端部件的首选材料。但在单晶高温合金的生产和使用过程中，由于单晶凝固过程中模壳收缩、机械去除模壳、铸件的研