GH4169大型铸坯加热过程温度场与晶粒度演变研究

张飞; 李丽; 王守明; 张欣杰; 申文飞; 王艳辉

河北工程大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (1) : 93 -103.

张飞, 李丽, 王守明, 张欣杰, 申文飞, 王艳辉

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摘要

基于DEFORM-3D有限元软件，针对GH4169合金大型铸坯加热过程中表面至芯部传热不均匀问题，建立了大型铸坯温度场模型，研究了加热工艺参数对合金内部传热特性和温度场分布规律的影响。模拟结果表明，不同表面综合换热系数对传热效率具有显著影响，对于不同固定值表面综合换热系数，随着表面综合换热系数的升高，表面至芯部的传热效率明显提升；而对于变化值表面综合换热系数，截面温差相对较小，表面至芯部的传热效率相对较低，但传热过程相对较为均匀。为了研究GH4169合金加热过程中晶粒度变化规律，制备了GH4169合金试样，并系统实施多组热处理试验，通过金相观测法对热处理后的组织及晶粒结构演变规律展开分析，试验结果显示，经多组热处理后，材料表面组织的晶粒出现显著粗化现象，具体表现为：在1 000℃以下热处理时，晶粒呈现缓慢长大趋势，保温时间越长，晶粒长大越为明显，尺寸为3～8μm;而在1 100℃以上热处理时，晶粒呈现显著粗化趋势，尺寸增长到75～100μm,随着保温时间的加长，晶粒长大逐渐缓慢。