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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

在液体结晶并析出固体的过程中，由于降温速度过快，使得液体中所析出固体分子扩散不均匀，导致结晶中固体分子各处浓度不均匀，当温度降到固相线时，仍存在液相的非均匀结晶现象，称为非平衡凝固。合金的非平衡凝固存在元素偏析行为，合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象称为偏析。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。

高温合金分为三类材料:760℃高温材料、1200℃高温材料和1500℃高温材料，抗拉强度800mpa。或者说是指在760--1500℃以上及一定应力条件下长期工作的高温金属材料，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，已成为军民用燃气涡轮发动机热端部件不可替代的关键材料。按照现有的理论，760℃高温材料按基体元素主要可分为铁基高温合金、镍基高温合金和钴基高温合金。高温合金主要用于制造航空、舰艇和工业用燃气轮机的涡轮叶片、导向叶片、涡轮盘、高压压气机盘和燃烧室等高温部件，还用于制造航天飞行器、火箭发动机、核反应堆、石油化工设备以及煤的转化等能源转换装置。

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热力学软件及高温合金数据库绘制二元相图，对高温合金的析出相组成，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。掌握合金凝固过程中相的析出顺序，有助于获得具有优良宏观性能的材料并实现其铸造过程中的质量控制。因此对合金的凝固过程和铸态组织进行深入的研究是制定合理生产工艺，获得良好铸态组织，方便后续加工的关键。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。

2. 研究的基本内容

1. 影响nb，mo在高温合金凝固过程中的再分配的因素，如杂质，偏析，凝固速度等。 金属的微观组织决定金属的宏观性能，而金属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。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，合金的综合力学性能降低，凝固过程中的溶质偏析会对高温合金的组织形态、想稳定性以及性能产生重要影响。

2. nb,mo在高温合金中是如何进行再分配的。 通过热力学计算软件及对不同温度下凝固组织的观察，研究合金凝固过程中的组织形貌变化。

3. 利用thermo-calc热力学软件对高温合金的二元相图，析出相组成及析出相温度进行计算及分析，了解高温合金的凝固过程和析出行为。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

*实施方案

1]在数据库中找出集中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】王海丰,王慷,况望望,刘峰.非平衡凝固理论的发展[j].中国科学:技术科学,2015,45(04):358-376.

【2】艾诚,李树索,周健,宫声凯,刘林,宋绪丁.一种高mo强化ni_3al基单晶高温合金凝固特性的研究进展[j].稀有金属材料与工程,2017,46(11):3556-3563.

【3】石磊,于金江,崔传勇,孙晓峰.新型铌基高温合金热处理组织性能研究[j].稀有金属材料与工程,2017,46(08):2260-2265.