采用低温度梯度HRS工艺制备的镍基单晶高温合金雀斑组织

通过在高速凝固法(HRS)定向凝固过程中调整隔热挡板与壳型之间的间隙,获得了较低的定向凝固温度梯度(～30℃/cm),制备了含有雀斑组织的单晶高温合金试棒。结果表明:采用常规HRS工艺(温度梯度～50℃/cm)制备的合金一次枝晶间距为323μm,含有1.70%铸态共晶;而采用较低温度梯度HRS工艺制备的合金一次枝晶间距达到了704μm,是常规HRS工艺的2.2倍,并且合金的二次枝晶及三次枝晶较为发达;此外,雀斑组织区域包含较多平均晶粒尺寸为200μm的等轴晶晶粒和4.64%的铸态共晶,同时分布着富集Ta元素的MC碳化物。定向凝固过程中较低的温度梯度增大了合金的一次枝晶间距并使合金元素的凝固偏析加重,导致糊状区液相发生对流的倾向增大,从而促进了雀斑组织的形成。

高温低温度梯度场下UO_2芯块气孔迁移计算研究

该文综合已有气孔迁移理论,借助有限元软件对空间核动力反应堆燃料元件芯块中的原始气孔率迁移进行了建模分析,计算了一年时间内温度场、气孔迁移速度、气孔率和柱状晶区范围随时间和位置的变化关系,并辨析了这些数值与快堆芯块重结构中气孔演化特点的区别。计算结果显示:芯块重结构使芯块整体温度降低,芯块内侧降低更明显;气孔迁移速率从内侧向边缘先增加后减少,最大速率约0.4 nm/s;气孔率内侧增加至1同时外侧降低至最小值;柱状晶从距内侧约2/5厚度处开始形成;柱状晶范围变化及气孔率达到稳定时间尺度与已有的实验结果相似。