真空电弧重熔GH4061凝固过程的数值模拟

Numerical Simulation of Solidification Process of Vacuum Arc Remelting GH4061

  • 摘要: 在航空航天、国防军工等尖端领域,高性能镍基高温合金GH4061的制造质量直接决定了关键部件的可靠性。然而,其生产核心工艺——真空电弧重熔(VAR)是一个复杂物理化学过程,依赖经验调整参数,效率低且成本高昂。本研究借助MeltFlow-VAR软件,对直径660 mm的GH4061合金铸锭凝固过程进行动态模拟,揭示了不同熔炼速率对熔池形貌和微观组织的深层影响。模拟结果表明:熔炼速度从3.6 kg/min提升至5.0 kg/min时,熔池深度从156 mm增至188 mm,糊状区同步扩大,熔池形状由“浅U型”向“深U型”转变。枝晶臂间距(影响材料致密性与性能的核心参数)的分布规律同时被精准捕捉——随着熔速增加,一次枝晶臂间距的最大值位置逐渐远离铸锭顶部,而二次枝晶臂间距在距顶部0.32 m处达到峰值。这些发现为优化熔炼速率、减少材料缺陷提供了科学依据,有望推动我国高端合金制造的工艺革新与质量跃升。

     

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