01
单晶合金概述
什么是单晶高温合金 · 为什么需要单晶 · 单晶与多晶对比 · 发展历程
基础概念
02
定向凝固原理
热流控制与晶体生长 · 温度梯度G与生长速率R · G/R比值影响
核心热力学
03
选晶法工艺
螺旋选晶器设计 · 几何参数(角度/直径/螺距) · 选晶效率与取向控制
工艺选晶
04
籽晶法工艺
籽晶制备与取向标定 · 工艺流程 · 熔合界面控制 · 与选晶法对比
籽晶精确
05
Bridgman工艺
Bridgman炉结构 · 加热/冷却区 · 抽拉速率 · 热障与baffle设计
设备经典
06
温度场控制
炉体温度梯度 · 加热器功率分配 · 辐射与对流 · 模拟与实测
热场模拟
07
固液界面形态
平界面/胞状/枝晶转变 · M-S稳定性判据 · 界面形态对缺陷影响
界面理论
08
成分过冷
成分过冷机理 · 溶质分配系数k · 判据 · 对枝晶生长影响
过冷溶质
09
枝晶生长理论
一次/二次枝晶间距(λ1,λ2) · 粗化与Ostwald熟化 · 生长方向控制
枝晶定量
10
晶体取向控制
<001>取向优势 · EBSD测量 · 取向偏离对性能影响 · 控制策略
取向EBSD
11
杂晶缺陷
杂晶形成机理 · 形核过冷度 · 炉台突变区控制 · 检测与判定
缺陷杂晶
12
雀斑缺陷
雀斑(freckle)机制 · 热溶质对流 · 工艺参数影响 · 消除方法
雀斑对流
13
再结晶缺陷
再结晶驱动力 · 定向凝固特点 · 对性能影响 · 抑制策略
再结晶组织
14
小角度晶界
形成机制 · 晶界角度对性能影响 · 检测与控制
晶界小角度
15
杂散晶粒
杂散晶粒来源 · 模壳/型芯处形核 · 冶金控制方法
杂散形核
16
模壳与型芯
模壳材料(Al₂O₃, SiO₂, Y₂O₃) · 强度与透气性 · 型芯设计 · 预热工艺
模壳型芯
17
浇注工艺
合金熔炼与精炼 · 浇注温度/过热度 · 速度控制 · 氧化防护
浇注熔炼
18
抽拉速率优化
抽拉速率对组织影响 · 临界速率 · 变速策略 · 与缺陷关联
抽拉优化
19
热处理工艺
固溶均匀化 · 时效析出强化 · 参数对γ'相影响 · HIP热等静压
热处理γ'
20
γ'相调控
γ'形貌(立方化) · 尺寸分布 · 体积分数 · γ/γ'错配度调控
γ'相析出
21
成分设计基础
典型成分(CMSX-4, DD6) · 难熔元素(W,Mo,Ta,Re) · C和B微量添加
成分合金
22
Re与Ru效应
Re固溶强化与TCP相 · Ru对组织稳定性 · 第三代/第四代单晶
ReRu
23
TCP相控制
TCP相种类 · 析出动力学 · 与蠕变性能 · 成分调整抑制
TCP析出
24
蠕变性能
蠕变曲线特征 · 各向异性 · 取向影响 · 断裂机制
蠕变力学
25
疲劳性能
高/低周疲劳 · 热机械疲劳(TMF) · 裂纹萌生扩展 · 涂层影响
疲劳TMF
26
氧化与热腐蚀
高温氧化动力学 · Al₂O₃/Cr₂O₃层 · 热腐蚀Type I/II · 防护涂层
氧化腐蚀
27
涂层技术
扩散渗铝 · 包覆MCrAlY · 热障TBC/YSZ · 涂层与基体互扩散
涂层TBC
28
无损检测
X射线(气孔/缩松) · 荧光(表面裂纹) · 超声 · 工业CT应用
检测NDT
29
单晶叶片制造流程
蜡模→模壳→脱蜡→焙烧→浇注→定向凝固→清壳→热处理→检测→涂层
全流程制造
30
前沿技术与发展趋势
高梯度定向凝固(LMC/ZMLMC) · 增材制造3D打印 · 高通量计算 · 修复技术
前沿趋势