[发明专利]一种单晶高温合金取向标定方法及其应用

说明书

本发明公开了一种单晶高温合金取向标定方法及其应用，所述标定方法包括以下步骤：1)、采用宏观腐蚀剂将单晶样品进行表面宏观腐蚀，根据腐蚀后的枝晶形貌判断出枝晶的生长方向；2)、切割出垂直于枝晶生长方向的第一平面，采用金相腐蚀剂腐蚀第一平面，根据第一平面上二次枝晶形成的十字花样作两条分别平行于十字花样的横标记线、竖标记线；3)、在单晶样品上切割出平行于枝晶生长方向的第二平面和第三平面，第二平面和第三平面分别平行于横标记线、竖标记线，在第二平面和第三平面上分别沿着枝晶生长方向作标记线；根据标记线可以获知单晶样品的三维晶体学取向。本发明实现了更加高效便捷的晶体学取向标定，该方法可行性强，实施简单。

技术领域

本发明涉及单晶高温合金的制备领域，具体涉及一种单晶高温合金取向标定方法及其应用。

背景技术

单晶高温合金由于其优异的高温力学性能，在先进飞机的涡轮叶片中得到了广泛使用。籽晶法是拉制单晶的方法之一，可以获得几乎没有取向偏离的单晶叶片。籽晶法还可用于竞争生长等凝固科学的研究。具有特定取向的籽晶是籽晶发中不可或缺的。要想获得特定取向的籽晶，首先需要对选晶法等手段得到的单晶样品予以取向标定。

在传统的解决方法中，主要依赖于X射线衍射、EBSD等手段。X射线衍射通过对样品的倾转来找到特定的晶体学取向。但在实际生产中，这种方法的效率并不高，更困难的是在切割设备中准确再现衍射仪上的倾转状况。EBSD是一种有效标定取向偏离的方法，这种方法可以有效标定出偏差角，适用于论文研究工作，但很难给出具体的切割方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单晶高温合金取向标定方法，实现更加高效便捷的晶体学取向标定，该方法可行性强，实施简单，适用于高温合金以及其他面心立方和体心立方的金属材料。

此外，本发明还提供上述标定方法的应用。

本发明通过下述技术方案实现：

一种单晶高温合金取向标定方法，包括以下步骤：

1)、采用宏观腐蚀剂将单晶样品进行表面宏观腐蚀，根据腐蚀后的枝晶形貌判断出枝晶的生长方向；

2)、在靠近样品表面的位置，切割出垂直于枝晶生长方向的第一平面，采用金相腐蚀剂腐蚀第一平面，得到适宜于金相分析的表面，根据第一平面上二次枝晶形成的十字花样作两条分别平行于十字花样的横标记线、竖标记线；

3)、在单晶样品上切割出平行于枝晶生长方向的第二平面和第三平面，所述第二平面和第三平面分别平行于横标记线、竖标记线，在第二平面和第三平面上分别沿着枝晶生长方向作标记线；根据标记线可以准确获知单晶样品的三维晶体学取向。

本发明所述单晶样品的三维晶体学取向确定的原理：

本发明基于凝固理论中的枝晶生长知识，利用宏观腐蚀的方法大致确定出枝晶的生长方向，即大致确定了[001]方向。然后利用金相分析中的十字花样得到了第一平面中具有特定位向关系的横、竖标记线，紧接着得到了第二平面、三平面中具有特定位向关系的标记线。通过这些标记线确定了单晶样品的三维取向。基于标定的三维取向可以进一步得到其他任意取向并切割得到籽晶。

具体地；高温合金中的一次枝晶、二次枝晶均沿着001晶向生长。如果定义枝晶生长方向为[001]，那么第二步中的横标记线平行于(100)或(010)平面。如果定义横标记线//(010)晶面，那么横标记线⊥[010]晶向、竖标记线//(100)晶面、竖标记线⊥[100]晶向。第二平面标记线//(100)晶面，第三平面标记线//(010)晶面。平行于横标记线和第三平面标记线的即是晶体学平面(010)，平行于竖标记线和第二平面标记线的即是晶体学平面(100)。因为(001)⊥(100)，(001)⊥(010)，(100)和(010)已经确定，所以(001)晶面也已经确定。