ISM過程中高熔點(diǎn)組元在TiAl熔體中溶解過程研究.pdf

1、本文通過理論分析和實(shí)驗(yàn)研究了不同情況下高熔點(diǎn)組元的溶解過程。
　　熱力學(xué)上通過對(duì)化學(xué)勢(shì)的計(jì)算來判斷高熔點(diǎn)組元的溶解趨勢(shì)。在動(dòng)力學(xué)上，高熔點(diǎn)組元溶解可分為三個(gè)過程，溶解，擴(kuò)散，均勻化。組元溶解過程的研究可分為兩種情況，先對(duì)比較簡(jiǎn)單的無電磁攪拌情況即純擴(kuò)散情況進(jìn)行模擬性分析，進(jìn)而分析復(fù)雜的有電磁攪拌的過程。
　　對(duì)于無電磁攪拌的過程，建立了高熔點(diǎn)組元Fe在Al熔體中半無限大型溶解理論模型，得到了高熔點(diǎn)組元Fe在擴(kuò)散層內(nèi)的不同時(shí)間

2、，不同位置的成分分布曲線。對(duì)于有電磁攪拌的過程，純Nb在Ti-Al合金的溶解量與時(shí)間和溫度有關(guān)，通過馬奇林模型對(duì)擴(kuò)散層厚度和擴(kuò)散傳質(zhì)系數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，判斷了溶解量與時(shí)間的關(guān)系。
　　對(duì)于無電磁攪拌的溶解過程，以Fe溶解于Al熔體進(jìn)行了試驗(yàn)，得到了Fe的溶解量以及含17.35wt％Fe的熔體的擴(kuò)散邊界層厚度，與純擴(kuò)散理論模型預(yù)測(cè)值吻合。
　　對(duì)于ISM過程，分別進(jìn)行了加載23kW，35kW，40kW，50kW，55kW功率，保溫

3、7min，14min，21min時(shí)間的9組高熔點(diǎn)組元Nb溶解于Ti-46Al的試驗(yàn)，得到了在不同功率不同保溫時(shí)間下的組元Nb的殘留量的變化曲線，組元Nb不同部位擴(kuò)散邊界層的厚度?？梢钥闯龉β试礁撸貢r(shí)間越長(zhǎng)，Nb的殘留量愈少，對(duì)比理論計(jì)算的擴(kuò)散量與時(shí)間的關(guān)系可以判斷理論模型是值得信任的。
　　根據(jù)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析了熔煉功率對(duì)擴(kuò)散邊界層厚度地影響。結(jié)果表明ISM過程中，熔煉功率的增大使擴(kuò)散邊界層減小更多地是由于熔體運(yùn)動(dòng)速度增加