ISM過程中高熔點組元在TiAl熔體中溶解過程研究.pdf

1、本文通過理論分析和實驗研究了不同情況下高熔點組元的溶解過程。
　　熱力學(xué)上通過對化學(xué)勢的計算來判斷高熔點組元的溶解趨勢。在動力學(xué)上，高熔點組元溶解可分為三個過程，溶解，擴散，均勻化。組元溶解過程的研究可分為兩種情況，先對比較簡單的無電磁攪拌情況即純擴散情況進行模擬性分析，進而分析復(fù)雜的有電磁攪拌的過程。
　　對于無電磁攪拌的過程，建立了高熔點組元Fe在Al熔體中半無限大型溶解理論模型，得到了高熔點組元Fe在擴散層內(nèi)的不同時間

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

3、7min，14min，21min時間的9組高熔點組元Nb溶解于Ti-46Al的試驗，得到了在不同功率不同保溫時間下的組元Nb的殘留量的變化曲線，組元Nb不同部位擴散邊界層的厚度?？梢钥闯龉β试礁?，保溫時間越長，Nb的殘留量愈少，對比理論計算的擴散量與時間的關(guān)系可以判斷理論模型是值得信任的。
　　根據(jù)得到的實驗結(jié)果，分析了熔煉功率對擴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散邊界層減小更多地是由于熔體運動速度增加