[发明专利]一种定向凝固界面前沿温度梯度半定量计算方法

摘要

一种定向凝固界面前沿温度梯度半定量计算方法。对一种材料的凝固样品做一次性初始热场测试,计算得到该材料性质系数项A;对其它同材料凝固试验样品,只需直接引用初始试验得到的系数项A并代入一次枝晶间距λ1,及已知的抽拉速度R,便可计算得到凝固界面前沿的温度梯度。本发明只用少量测试,主要依靠计算获得定向凝固界面前沿温度梯度GL,避免测试对凝固过程的影响,反映温度梯度细微变化,是测试所难以实现的。

主权项

1.一种定向凝固界面前沿温度梯度的半定量计算方法，其特征在于：对一种材料的凝固样品做一次性初始热场测试，计算得到该材料性质系数项A；对其它同材料凝固试验样品，只需直接引用初始试验得到的系数项A并代入一次枝晶间距λ1，及已知的抽拉速度R，便可计算得到凝固界面前沿的温度梯度，具体为：(1)初始热场测试：在一种材料的凝固样品中设置测温电偶，并定向凝固，抽拉速度为1mm/min～25mm/min，保温温度为1450～1800℃，测取凝固过程热分析数据和曲线；(2)确定合金A参数：1)截取凝固样品预定横截面，制备宏观金相样品以及10-300倍金相照片；用一已知面积S的漏板，覆盖在照片上，读出所述已知面积S内的一次枝晶数目n，并取至少3个视场，取其n值的平均值N；根据所述热分析数据和曲线，计算对应横截面的凝固界面前沿温度梯度GL；2)将已知面积S和一次枝晶数N代入公式λ1＝(4S/31/2(2N-(12N-3)1/2+1))1/2或λ1＝(2S/31/2N)1/2≈1.075(S/N)1/2求得一次枝晶间距λ1；3)将所述一次枝晶间距λ1，所述样品凝固时的抽拉速度R和测试计算得到的温度梯度GL代入公式λ1＝AGL-0.5R-0.25，求得对应于该合金的系数A，做为常数；(3)对于其它同种材料凝固样品，按照步骤(2)求得一次枝晶间距λ1，并将已知的抽拉速度R及系数项A一同时代入公式λ1＝AGL-0.5R-0.25，即可求得凝固界面前沿的温度梯度GL。