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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

液态合金在无限缓慢的冷却条件下进行的凝固，因冷却十分缓慢，原子能够进行充分扩散，在凝固过程中的每一时刻都能达到完全的相平衡，这种凝固过程称为平衡凝固。合金的平衡凝固不存在元素偏析行为，然而固溶体的凝固依赖于组元的扩散，要达到平衡凝固，必须有足够的时间使扩散进行充分。在工业生产中，合金熔液浇注后的冷却速度较快，在每一温度下不能保持足够的扩散时间，使凝固过程偏离平衡条件，称为非平衡结晶。合金的非平衡凝固过程中，液、固两相的成分偏离液、固相线，使生成固相的成分不均匀即出现元素偏析。gh742合金是一种γ′相强化的ni基高温合金，由于它含有大量形成γ′相强化的ti,al,nb等元素，因此合金中的强化γ′相高达35wt%,再加上w，mo,v等的强化作用，使得gh742合金具有非常好的高温性能。正是这种优异的性能使其广泛应用于550-800℃温度范围内及高应力下工作的涡轮盘，压力计盘，轴承力环，和其他零部件，镍基高温合金作为一种非常重要的结构材料，以及其优良的高温性能，是目前制造航空发动机和燃气轮机叶片的主要材料。随着镍基高温合金的合金化水平不断上升，元素种类不断增多，含量不断提高，导致合金的凝固过程变得十分复杂，元素偏析的加剧和铸态组织的恶化使热加工的难度大大增加，合金的组织均匀性大大降低。合金的微观组织决定合金的宏观性能，而合金的微观组织的分布与合金的铸造首先取决于金属凝固过程。了解高温合金中各相的析出温度范围，对制定高温合金的热处理制度起到至关重要的作用。利用thermo-calc热力学软件及其gh742镍基高温合金数据库绘制二元相图，对gh742合金的析出相组成，相的析出顺序及存在的温度范围进行分析与计算，可以将软件计算结果应用到指导实际生产中去。通过对析出相温度及成分进行分析，设计合理的热处理方案以减少或消除元素偏析从而显著提高合金的性能，使合金的开发以及新工艺的制定向理性化、科学化、高效化发展。

国内外研究现状

目前，国内外关于镍基高温合金凝固过程的文献报道比较多，提出了很多新的凝固模拟模型，新的数值计算方法，在此基础上利用先进的软件进行了很多凝固模拟工作。

国内研究现状

2. 研究的基本内容

[1]利用Thermo-Calc热力学软件及镍基高温合金数据库绘制GH742高温合金相图，对凝固过程中的析出相种类，析出相温度及析出相存在的温度区间进行计算及分析，了解镍基高温合金的凝固过程和析出行为。

[2]利用Thermo-Calc热力学软件及镍基高温合金数据库绘制GH220，GH128，GH4149等镍基高温合金相图，计算凝固过程中的析出相，并进行凝固行为的对比与综合，总结镍基高温合金凝固行为，从而对镍基高温合金的成分设计和优化及热加工工艺提供理论指导。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案

[1]在数据库中找出gh742、gh128、gh4169、gh220等镍基高温合金的成分含量，通过thermo-calc软件进行热力学计算，绘制相图分析其从高温凝固过程中相以及成分的变化。

[2]利用高温炉制成gh742高温合金，观察其在凝固过程中相的含量和分布，并

4. 参考文献

[1]王海.ti对一种新型镍基高温合金凝固过程的影响[j]有色矿冶，2013，29(6):42-44.

[2]张晓月，刘林，黄太文，张军，傅恒志.凝固参数对dd6偏析和γ/γ′共晶组织演化的影响[j].稀有金属材料与工程,2013,42(12）:2547-2552.

[3]高斯峰，刘林，胡小武，葛丙明，张军，傅恒志.镍基高温合金定向凝固过程中雀斑缺陷研究进展[j].材料科学与工程,2010, 28(1):146-151.