镍基单晶高温合金γ′相组织的预测方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115050430A(43)申请公布日2022.09.13(21)申请号202210388891.7G06F119/14(2020.01)(22)申请日2022.04.13(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园1号(72)发明人许庆彦冯秋水夏鹄翔(74)专利代理机构北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙)11277专利代理师刘新宇(51)Int.Cl.G16C60/00(2019.01)G06F30/20(2020.01)C21D11/00(2006.01)C22F1/10(2006.01)C30B29/52(2006.01)G06F119/08(2020.01)权利要求书3页说明书12页附图15页(54)发明名称镍基单晶高温合金γ′相组织的预测方法(57)摘要本公开涉及一种镍基单晶高温合金γ′相组织的预测方法，该方法包括：创建镍基单晶高温合金中γ′相的生长、粗化和筏化过程的三维弹塑性多元多相场模型；根据预设热处理工艺和预设服役条件，获取目标镍基单晶高温合金的元素组分对应的热处理热动力学参数和筏化热动力学参数；基于热处理热动力学参数和筏化热动力学参数分别对三维弹塑性多元多相场模型的参数进行设置得到热处理模型和筏化模型，利用热处理模型和筏化模型预测得到热处理预测结果和筏化预测结果；根据热处理预测结果和筏化预测结果，展示γ′相组织演化结果。可对合金γ′相形貌演变进行多维度、多角度的准确分析。相比于实验方法耗时短、流程简单、成本低、效果好。CN115050430ACN115050430A权利要求书1/3页1.一种镍基单晶高温合金γ′相组织的预测方法，其特征在于，所述方法包括：创建对应于镍基单晶高温合金组分中γ′相的生长、粗化和筏化过程的三维弹塑性多元多相场模型；根据目标镍基单晶高温合金的元素组分和预设热处理工艺从所建立的镍基高温合金相场模拟性能数据库中获取热处理热动力学参数，以及根据所述元素组分和预设服役条件从所述镍基高温合金相场模拟性能数据库中获取筏化热动力学参数，所述镍基高温合金相场模拟性能数据库中的参数是耦合热力学和动力学计算确定出的；基于所述热处理热动力学参数对所述三维弹塑性多元多相场模型进行参数设置得到热处理模型，以及基于所述筏化热动力学参数和塑性参数对所述三维弹塑性多元多相场模型进行参数设置得到筏化模型；利用所述热处理模型针对所述目标镍基单晶高温合金中γ′相组织演化进行对应于所述预设热处理工艺的预测，得到热处理预测结果，所述热处理预测结果包括相组织形貌、所述镍基单晶高温合金中各元素的偏析和弹性力学信息；利用所述筏化模型和所述热处理预测结果针对所述目标镍基单晶高温合金中γ′相组织演化进行对应于所述预设服役条件的预测，得到筏化预测结果，所述筏化预测结果包括相组织形貌、所述镍基单晶高温合金中各元素的偏析和弹塑性力学信息；根据所述热处理预测结果和所述筏化预测结果，展示所述γ′相组织演化结果；其中，所述三维弹塑性多元多相场模型用于针对镍基单晶高温合金热处理过程或筏化过程中不同相的以下至少一项预测：相组织形貌、元素偏析、等效塑性应变、弹性驱动力、等效弹性应变，所述相包括γ相和与四种原子占位分别对应的γ′相。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述热处理热动力学参数对所述三维弹塑性多元多相场模型进行参数设置得到热处理模型，以及基于所述筏化热动力学参数和塑性参数对所述三维弹塑性多元多相场模型进行参数设置得到筏化模型，包括：设定所述三维弹塑性多元多相场模型预测的所述目标镍基单晶高温合金组织生长的计算域网络的尺寸和数目；基于所述计算域网络的尺寸，设置所述计算域网格中γ′相的形核数量和/或形核位置；根据所述热处理热动力学参数、所述计算域网络的尺寸和数目以及所述计算域网格中γ′相的形核数量和/或形核位置，进行所述三维弹塑性多元多相场模型的参数设置，得到热处理模型；根据所述筏化热动力学参数、所述计算域网络的尺寸和数目以及所述计算域网格中γ′相的形核数量和/或形核位置，进行所述三维弹塑性多元多相场模型的参数设置，得到筏化模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设热处理工艺的参数包括：预设加热温度和预设保温时长，所述预设热处理工艺是根据所述目标镍基单晶高温合金的实际热处理工艺参数确定的；所述预设服役条件包括预设服役温度、预设外载，所述预设服役条件是根据所述目标镍基单晶高温合金的实际服役条件确定的。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设外载包括加载方式和加载方向，所述加载方式包括拉伸加载或压缩加载，所述加载方向包括加载轴和方向，所述加载轴包2CN115050430A权利要求书2/3页括单轴加载或多轴加载。5.根据权利要求1所述的方法，其