Meltflow-VARソフトウェアを用い、実際のプロセスおよび組織解析と組み合わせて、φ350mm GH4350合金鋳塊の真空自耗溶解過程を研究した。主に異なる溶解プロセスパラメーターが溶湯形状および元素のマクロ分布特性に与える影響を含む。溶解速度およびヘリウム冷却が鋳塊の元素マクロ分布および二次樹枝間隔に及ぼす影響を検討した。本研究は数値シミュレーション手法を用いてGH4350合金の真空自耗溶解プロセスを最適化し、実際の生産に理論的指導を行うことを目的とする。研究結果は、GH4350合金鋳塊が主にTi、Nb、Ta元素の偏析を示すことを明らかにした。安定期の溶解速度は鋳塊全体の品質および特性に重要な影響を与える。溶解速度の上昇に伴い、鋳塊頭部の元素マクロ偏析がより深刻になり、鋳塊頭部の二次樹枝間隔が増大する。安定段階の溶解速度の変化は当該段階終了後の溶湯体積に影響を与え、それが熱封じ段階に大きな影響を及ぼす。安定段階の溶解速度が1 kg/minから5 kg/minに上昇した際、w［Ta］は最高6.3%から7.6%に増加した。800 Paのヘリウム冷却圧力の添加は元素のマクロ偏析を減少させ、鋳塊中心部の二次樹枝間隔は86~115 μmから56~107 μmに縮小し、w［Ta］は最高7.3%から6.5%に減少した。Ti、Nb、Taのような偏析が大きい元素に対して、ヘリウム冷却の加入は元素のマクロ偏析を著しく緩和する。溶解速度の上昇は、ヘリウム冷却なしの場合よりも鋳塊の品質に対して大きな影響を及ぼす。

GH4350合金; 真空自耗再溶解; 溶解速度; ヘリウム冷却; 樹枝間隔; 偏析; 数値シミュレーション