利用二维选晶法制备单晶叶片在001取向优化的检测方法与流程

本发明属于单晶叶片检测应用技术领域，具体涉及利用二维选晶法制备单晶叶片在001取向优化的检测方法。

背景技术：

镍基单晶高温合金广泛应用于航空航天发动机和燃气轮机叶片的制造。目前最主流的高温合金叶片制备方法是选晶法和籽晶法。选晶法通常通过螺旋选晶器最终得到接近001取向的单晶。

而籽晶法通过在引晶段预制一个籽晶块，通过特定方向的籽晶块来控制最终的单晶取向。

无论是选晶法还是籽晶法，其最终都需要通过ebsd检测或者劳伦斯法来最终确定其取向，其检测方法繁琐，且并不能直观的反映枝晶取向的生长过程。

因此，基于上述问题，本发明提供利用二维选晶法制备单晶叶片在001取向优化的检测方法。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的是提供利用二维选晶法制备单晶叶片在001取向优化的检测方法，解决现有检测方法所存在的问题，提高检测效率和检测数据的精准性，提高产品品质。

技术方案：本发明的提供利用二维选晶法制备单晶叶片在001取向优化的检测方法，包括以下步骤，步骤1、依据二维选晶器的001方向的截面的外观方向建立空间直角坐标系；步骤2、利用一次枝晶在两个侧面的投影和单晶生长方向的夹角α和β，计算出一次枝晶的方向向量；步骤3、利用二次枝晶在水平横截面的投影与水平轴向的夹角a和b，计算出二次枝晶的方向向量；步骤4、使用线切割机切割平行于二维选晶器001方向的切面和水平于001方向的切面；步骤5、确定两个切面同一枝晶和001的角度，得到最终取向。

本技术方案的，所述步骤2中一次枝晶的方向c在三个坐标轴上的分量长度计算公式分别为x轴：ml=ol*tanθ，y轴：nl=ol*tanθ，z轴：ol，c=ol*（tanα，tanβ，1）。

与现有技术相比，本发明的利用二维选晶法制备单晶叶片在001取向优化的检测方法的有益效果在于：解决现有检测方法所存在的问题，提高检测效率和检测数据的精准性，通过检测结果对生产流程进行调整，提高产品品质。

附图说明

图1、图2是本发明的一次枝晶方向投影示意图；

图3是本发明的二次枝晶方向向量的投影示意图；

图4、图5和图6是本发明的检测流程演示显示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示的利用二维选晶法制备单晶叶片在001取向优化的检测方法，包括以下步骤，步骤1、依据二维选晶器的001方向的截面的外观方向建立空间直角坐标系；步骤2、利用一次枝晶在两个侧面的投影和单晶生长方向的夹角α和β，计算出一次枝晶的方向向量；步骤3、利用二次枝晶在水平横截面的投影与水平轴向的夹角a和b，计算出二次枝晶的方向向量；步骤4、使用线切割机切割平行于二维选晶器001方向的切面和水平于001方向的切面；步骤5、确定两个切面同一枝晶和001的角度，得到最终取向。

本技术方案的，所述步骤2中一次枝晶的方向c在三个坐标轴上的分量长度计算公式分别为x轴：ml=ol*tanθ，y轴：nl=ol*tanθ，z轴：ol，c=ol*（tanα，tanβ，1），参见图1中，c投影在z轴上的分量长度为，利用c在xoz平面的投影om与z轴之间的夹角α，可以求出向量c投影在x轴上的分量长度；利用c在yoz平面的投影on与z轴之间的夹角β，可以求出向量c投影在y轴上的分量长度，因此一次枝晶的方向向量可表示为：。

本发明利用二维选晶法制备单晶叶片在001取向优化的检测方法，其采用向量法结合欧拉角可以计算出枝晶取向，进而可以计算出一次枝晶和二次枝晶的取向；利用二维选晶法可以在结合选晶段的横向和纵向金相图上可以直接观察并测量枝晶取向，并最终确定计算取向；结合ebsd方法的取向计算结果和欧拉角手动计算结果，两个结果对比，发现欧拉角测量结果和ebsd计算结果接近，验证二维选晶器法结合金相图可以直接测量并确定最终取向，验证了其结果的可靠性。

本发明利用二维选晶法制备单晶叶片在001取向优化的检测方法，采用极图法并结合金相法分别对定向凝固生长的c型二维选晶器和z型选晶器进行了晶体判定和取向分析。

结果表明：通过c型选晶器的横向和纵向截面金相图，可以确定欧拉角为φ1=xx°，φ=xxx°，φ2=yyy°，并据此旋转定向，重新切割后测量极图，晶体得到了很好的定向；极图法判定结果与金相检验结果一致。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.利用二维选晶法制备单晶叶片在001取向优化的检测方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤1、依据二维选晶器的001方向的截面的外观方向建立空间直角坐标系；

步骤2、利用一次枝晶在两个侧面的投影和单晶生长方向的夹角α和β，计算出一

次枝晶的方向向量；

步骤3、利用二次枝晶在水平横截面的投影与水平轴向的夹角a和b，计算出二次枝晶的方向向量；

步骤4、使用线切割机切割平行于二维选晶器001方向的切面和水平于001方向的切面；

步骤5、确定两个切面同一枝晶和001的角度，得到最终取向。

2.根据权利要求1所述的利用二维选晶法制备单晶叶片在001取向优化的检测方法，其特征在于：所述步骤2中一次枝晶的方向c在三个坐标轴上的分量长度计算公式分别为x轴：ml=ol*tanθ，y轴：nl=ol*tanθ，z轴：ol，c=ol*（tanα，tanβ，1）。

技术总结
本发明属于单晶叶片检测应用技术领域，具体公开了利用二维选晶法制备单晶叶片在001取向优化的检测方法，步骤1、依据二维选晶器的001方向的截面的外观方向建立空间直角坐标系；步骤2、利用一次枝晶在两个侧面的投影和单晶生长方向的夹角α和β，计算出一次枝晶的方向向量；步骤3、利用二次枝晶在水平横截面的投影与水平轴向的夹角A和B，计算出二次枝晶的方向向量；步骤4、使用线切割机切割平行于二维选晶器001方向的切面和水平于001方向的切面；步骤5、确定两个切面同一枝晶和001的角度，得到最终取向。本发明的有益效果在于：解决现有检测方法所存在的问题，提高检测效率和检测数据的精准性，通过检测结果对生产流程进行调整，提高产品品质。

技术研发人员：朱鑫涛;沈斌;朱玉棠
受保护的技术使用者：江苏金瑞机械制造有限公司
技术研发日：2020.04.21
技术公布日：2020.06.19