单晶高温合金空心叶片

倒置构型平台降低55mm

通过壳/芯一体成型与倒置构型，该叶片在定向凝固中实现近平面液相线等温线，从而稳定获得单晶组织并提升成型完整性。

Wang, Binqiang · Zhexu, Li · 卜昆 · 鲁中良 · Jiawei, Zhang · Sheng, Mou · Shengjie, Ren · Haoyu, Zhao

Journal of Materials Research and Technology 2025

参数信息

平台高度降低

55 mm

技术优势

平台高度大降

倒置构型使平台高度较竖直构型降低55 mm，从而减小定向凝固中的杂散晶形成风险。

单晶形成更稳定

倒置叶片的液相线等温线接近平直，过冷度降低且平台温度梯度提高，有利于成功获得单晶。

结晶取向可控

定向凝固实验中，[001]取向由衬底激发技术控制，叶片成型性与完整性得到验证。

应力位移影响小

去除约束条件下，倒置与竖直构型的应力和位移分布极为相似，说明叶片构型对应力位移场影响不大。

应用场景

• 航空发动机涡轮叶片：用倒置构型降低平台高度，减少杂散晶风险，提升单晶叶片良率。
• 燃气轮机高温部件：通过壳/芯一体模具制造复杂空心结构，提高高温部件尺寸精度。
• 增材制造精密铸造：增材制造壳/芯一体模具可提高壳芯结合强度与制造效率。
• 高超声速飞行器热防护：提供高完整性单晶空心叶片，用于高温热防护结构。