高温度梯度定向凝固技术是制备高性能金属材料以及研究远离平衡凝固现象的重要手段,因而成为目前材料制备技术的热点和重要发展方向。本项目通过建立定向凝固过程传热和传质过程的数学和物理模型,攻克了液态金属冷却、局部强化加热、熔体对流控制、辐射挡板、变速抽拉等一些列关键技术,提出了实现高温度梯度定向凝固的技术措施。在此基础上,研制出具有高梯度、宽调速、可变速抽拉等先进功能的定向凝固实验样机,并通过性能考核。其温度梯度达到200K/cm以上,超出目前通用定向凝固设备约一倍。利用该样机成功地制备出晶体取向精确、组织细化的定向和单晶高温合金叶片。本项目的成果为定向为单晶涡轮叶片等先进材料提供了先进的制备手段。同时,通过实现参数精确可控的定向凝固条件,为凝固组织形态的形成及其演变研究提供了新的实验方法。本项目发表学术论文33篇,分别被SCI和Ei分别收录22和21篇。项目组成员参加国际学术会议10次,其中大会特邀报告2次,分会特邀报告2次;组织国际学术会议分会1次;授权国家发明专利3项,已公开发明专利6项;培养博士研究生6人,硕士研究生2人。
英文主题词directional solidification; experimental set-up; temperature gradient; superalloys