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一方向凝固におけるニッケル基合金の単結晶化過程

镍基合金单向凝固单晶过程

基本信息

批准号：
06750758
负责人：
松木一弘
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は,一方向凝固過程においてニッケル基合金の結晶がどのように選択されて、単結晶化されていくかという機構を明かにすることである。そこで、純ニッケル、ニッケルとアルミニウムおよびクロムの固溶体を、セレクターを用いた一方向凝固法により単結晶化させた。得られた円柱状の鋳物は水冷チル板を接したスタータ部、セレクター部および単結晶部からなる。結晶の選択、優先成長を観察するため、スタータ部に存在する結晶について検討を行ない、以下のようなことを明らかにした。(1)スタータ部は等軸晶および柱状晶粒から成り、ランダム方位を有する等軸晶粒は生成と消滅を繰り返しつつ、凝固の進行と共にその数は減少した。一方、等軸晶から柱状晶粒への遷移領域で猛烈な結晶選択が生じた。(2)柱状晶域において、ある結晶が隣接結晶を侵食して優先成長するか否かは、各結晶相互間でのデンドライトの方位関係によって定まり、必ずしも凝固方向と<001>が一致した単結晶は得られなかった。(3)セレクターの役割は、セレクター直下に位置し、その占める面積が最も大きい結晶を選択することである。さらに、デンドライト成長をシミュレートする結晶粒形状モデルについても検討した。以下、その手順について述べる。デンドライト先端を結んでできる面を用いてデンドライト粒を定義した。結晶核の初期形状を半球状とし、球面上に一定数の成長点を仮定した。各結晶は成長点での法線ベクトル方向に成長し、成長速度は直交する3つのデンドライト方向(<100>)の速度の法線ベクトル成分として求めた。ある結晶の成長点が、別の結晶あるいは鋳型壁と衝突した場合、その結晶の成長を停止させた。計算には、熱移動、元素の拡散および再分配、凝固、デンドライト粒成長、結晶粒の衝突を組み込み、結晶粒形状の変化を予測する方法を確立した。現在、本シミュレーションの高精度化中である。

The purpose of this study is to clarify the crystallization mechanism of a unidirectional solidification process. Solidification of solid solutions by one-dimensional solidification The columnar structure is water-cooled and connected to the crystal structure. Crystal selection, preferential growth, and the existence of crystal selection, preferential growth, and the existence of crystal selection, preferential growth, and the existence of crystal selection. (1)The number of equiaxed grains formed and solidified in the first part of the grain is reduced. A square, equiaxed crystal, columnar grain and migration field are strongly selected for crystallization. (2)The columnar crystal domain is located in the middle of the crystal, adjacent to the crystal, and the orientation relationship between the crystals is constant<001>. (3)The location and area of the crystal are the largest. In addition, the crystal grain shape of the crystal grain is also discussed. The following is a summary of the following. The first part of the article is about the definition of the article. The initial shape of the crystal nucleus is hemispherical, and a certain number of growth points are fixed on the sphere. Each crystal grows in the normal direction of the growth point, and the growth rate is orthogonal to the normal direction of the growth point<100>. The growth point of the crystal is different from that of the crystal. Methods for calculation, heat transfer, dispersion and redistribution of elements, solidification, particle growth, particle conflict, and particle shape prediction were established. Now, this is a high-precision solution.