镍基高温合金熔体不均匀性对凝固组织和性能的影响

本课题从理论计算和实验研究两个方面研究镍基高温合金熔体不均匀性对凝固组织和性能的影响。在理论计算方面，采用自己编制的计算程序，在Ni-Al系统高温合金，利用局域密度泛函理论的离散变分方法，对合金的电子结构和能量学进行了第一原理研究。首次提出了一个新的概念：局域总键序。对Ni-Al系统合金的微量杂质偏聚以及结构稳定性进行了复杂的计算研究，结果表明，提高Ni和Ni3Al两相结合强度的杂质元素顺序S<P<H<O<N<B<C。在实验研究方面通过改进熔炼工艺、提高温度梯度和高温固溶等手段，使凝固后合金的均匀性大大提高，从而提高镍基合金的强度性能和使用温度。该项研究可指导镍基合金的成分设计。