单晶叶片及其制造方法 -by博业体育

现在含铼单晶空心叶片是涡轮发动机的首选和趋势。涡轮的叶片材料必须是镍铁合金。就是在正常浇铸的同时，利用电磁铁产生强大的定向磁场，未凝固高温合金在定向磁场的作用下向同方向漫漫凝固，最后形成所有的分子排列一摸一样的单晶体，不是一般的钢材等分子是乱七八糟排的。这样排列整齐的材料才能承受高温。这就是单晶高温合金制造的秘密所在。用含铼单晶高温合金这个东西做的涡轮叶片才好用。含铼单晶高温合金是能够在600℃以上及一定应力条件下长期工作的金属材料，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。

定义：只有一个晶粒的铸造叶片。 定向结晶叶片消除了对空洞和裂纹敏感的横向晶界，使全部晶界平行于应力轴方向，从而改善了合金的使用性能。单晶叶片消除了全部晶界，不必加入晶界强化元素，使合金的初熔温度相对升高，从而提高了合金的高温强度，并进一步改善了合金的综合性能。 单晶叶片整个铸件由一个晶粒组成的铸造高温合金。这是继定向凝固铸造高温合金之后，进一步提高合金强度和使用温度的一条途径。单晶叶片铸件的理想组织是叶根、叶身和叶冠，都由毫无缺陷的多相单晶体组成。晶体取向应是〈001〉方向，并与叶片主应力轴方向之间的偏离不应大于10度。单晶铸件可以用与定向凝固相同的设备和工艺制备，与定向凝固铸件的区别只在于在水冷底盘的上部加入选晶器或仔晶，以便控制单一晶体进入铸件。简史初期的单晶铸造高温合金采用普通铸造高温合金成分，在此情况下，单晶铸造高温合金与定向凝固铸造高温合金相比，除了改善横向强度和塑性外，其他性能并无明显改善。20世纪70年代末，出现了去掉晶界强化(见高温合金晶界强化)元素的单晶铸造高温合金，如美国的pwal480、nasairl00。碳、硼、锆、铪等晶界强化元素去除后，提高了合金的初熔温度，从而允许提高固溶处理温度，获得更细小、弥散的y’相(见高温合金材料的金属间化合物相)，使合金的潜力得到更充分发挥。经过20多年的发展，出现了20多种单晶铸造高温合金。这些合金可以分为三代：第一代以pwal480为代表，其承温能力比最好的定向凝固铸造高温合金pwal422有25℃的优势；第二代以pwal484为代表，比第一代又提高了25℃；正在研制的是第三代单晶合金。

制造工艺