高温合金体系黑斑形成的准确表征及判据

以目前极具高温合金扩大锭型之瓶颈技术的黑斑为研究对象，以申请人通过初步试验和分析提出目前在高温合金研究领域中对密度反转理论有不恰当表征方式并提出修正依据的研究结果为突破口，通过实验及数值模拟计算对多元复杂体系偏析区相反应规律进行深入系统的研究。引入去除先析出固相的剩余液相密度（称为真密度）概念，建立各种密度的计算模型，修正高温合金中的密度反转理论，同时利用研究轻元素Si和C对高Nb高温合金黑斑形成规律的影响以验证该理论模型，据此提出基于黑斑理论的轻元素控制原则。并以此修正的理论为依据，对黑斑形成的Rayleigh判据进行修正，最终结合上钢五厂正在引进安装的国内第一台15吨氦气冷却VAR炉进行工业性的验证实验。课题的完成，可以在高温合金中给出一个合理的黑斑形成判据和控制原则，为打开严重抑制高温合金扩大锭型这一瓶颈难题给出理论基础，又会为航空和地面涡轮工业带来质的飞跃。