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真空电弧熔炼技术升级:攻克高熵合金微观偏析难题

作者:常州PA视讯材料科技有限公司N10276 合金板 发布时间:2025-12-15 05:10:02

信息摘要:

记录PA视讯材料科技通过设备改造解决高熵合金元素分布不均的现场实践

在航空航天产业园的熔炼车间里,三台老式非自耗电弧炉正发出沉闷的嗡鸣。操作班长指着刚剖开的CrMnFeCoNi高熵合金铸锭断面:「您看这些亮白色条纹,就像树木年轮——这是典型的枝晶偏析。我们检测到钴元素在枝晶干富集度达18.7%,而枝晶间仅有9.3%,这种微观不均匀性直接导致涡轮叶片在1300℃持久试验中出现早期裂纹。」

真空电弧熔炼技术升级:攻克高熵合金微观偏析难题

技术团队将传统铜坩埚更换为双层水冷铜坩埚,在熔炼区加装电磁搅拌装置。当银白色的合金锭在真空度5×10⁻³Pa环境中重熔时,操作员通过观察窗调整搅拌频率:「现在保持35Hz旋转磁场,你看熔池表面这些同心圆波纹,说明电磁场已穿透整个熔体。」工程师边记录参数边解释:「关键要控制冷却速率,我们采用阶梯式降温:1600℃至1450℃区间用50℃/min快速冷却抑制元素扩散,1450℃以下改为15℃/min缓冷释放应力。」

真空电弧熔炼技术升级:攻克高熵合金微观偏析难题

改造后的首炉产品经电子探针检测显示,钴元素分布波动从原来的±4.8%收窄至±1.2%。在后续热等静压工序中,材料致密度达到99.97%,高温拉伸强度提升至1580MPa。正在检测的客户代表拿起一片涡轮叶片坯料:「断口呈现典型的韧窝结构,没有发现元素偏析带来的脆性相,这批材料完全可以满足新一代航空发动机对材料均质性的严苛要求。」