周 杨,于 萍,杨树峰*,王安仁,曲敬龙,李京社,秦鹤勇

（1.北京科技大学 冶金与生态工程学院,北京 100083；2.北京钢研高纳科技股份有限公司 变形高温合金事业部,北京 100081）

高端金属材料在国防军工等高新技术领域有广泛的应用，一定程度上甚至反映着国家综合实力。其中，真空自耗冶炼工艺（VAR）是高端金属材料冶炼的关键步骤，VAR 工艺能得到低偏析、低夹杂及高致密度的合金铸锭[1]。然而，在大尺寸高温合金铸锭重熔凝固过程中，由于铸锭内部各区域散热条件不同，冷却速率差异显著，产生的溶质偏析和粗大碳化物析出对合金组织稳定性和后续均匀化处理产生不利影响[2-3]。确定不同冷却速率条件下合金的碳化物的析出行为是后续均匀化工艺设计的必要前提。凝固偏析是合金凝固过程中由于溶质元素的溶解度差异造成的微观组织化学成分变化。已有的研究表明，溶质元素的偏析行为主要与冷却速率和合金元素特性相关，其中钛元素是高温合金中主要的正偏析元素之一，在枝晶间区域大量富集，容易引起粗大碳化物以及（γ+γ′）共晶相等多种低熔点相的析出，且冷却速率越低，偏析趋势越严重[4-7]。因此，本研究通过实验观察分析GH4742 合金真空自耗熔炼的铸锭不同位置碳化物析出相和微观组织，利用MeltFlow-VAR 模拟软件在相同冶炼参数下对合金铸锭凝固过程进行模拟还原。研究碳化物的析出与枝晶间距、冷却速率和局部凝固时间之间的联系。

1 实验材料与方法

实验合金为GH4742 合金，其主要成分见表1。……