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申请/专利权人：清华大学

摘要：本公开涉及一种镍基单晶高温合金条纹晶缺陷取向偏离预测方法。该方法包括：获取镍基单晶高温合金在不同温度下的热力学数据；根据热力学数据，采用数值模拟方法模拟镍基单晶高温合金定向凝固形成的枝晶的三维生长形貌；基于三维生长形貌，通过空间拓扑运动算法模拟镍基单晶高温合金中的枝晶在断裂后的取向偏离形态；基于取向偏离形态，展示镍基单晶高温合金中条纹晶的三维形态。能有效预测镍基单晶高温合金中断裂枝晶在周围枝晶的限制下所能够形成的最大取向偏离角度，展示条纹晶缺陷的三维形貌，有效解决相关技术中所采用的实验方法耗时长、成本高、效果差的问题。

主权项：1.一种镍基单晶高温合金条纹晶缺陷取向偏离预测方法，其特征在于，所述方法包括：获取镍基单晶高温合金在不同温度下的热力学数据；根据所述热力学数据，采用数值模拟方法模拟所述镍基单晶高温合金定向凝固形成的枝晶的三维生长形貌；基于所述三维生长形貌，通过空间拓扑运动算法模拟所述镍基单晶高温合金中的所述枝晶在断裂后的取向偏离形态和最大取向偏离角度；基于所述取向偏离形态，展示所述镍基单晶高温合金中条纹晶的三维形态；其中，根据所述热力学数据，采用数值模拟方法模拟所述镍基单晶高温合金定向凝固形成的枝晶的三维生长形貌，包括：根据所述热力学数据，采用数值模拟方法模拟所述镍基单晶高温合金在预设的抽拉速度和温度梯度下定向凝固形成的枝晶的三维生长形貌；其中，所述数值模拟方法包括含有GPU加速算法的三维相场模拟方法；其中，根据所述热力学数据，采用数值模拟方法模拟所述镍基单晶高温合金在预设的抽拉速度和温度梯度下定向凝固形成的枝晶的三维生长形貌，包括：设定所述镍基单晶高温合金组织生长计算域网格的尺寸和数目，并在所述计算域网格的最底层随机设置预设枝晶晶粒数量的枝晶晶粒；按照所述抽拉速度和所述温度梯度模拟所述镍基单晶高温合金的定向凝固，以使所述晶粒在定向凝固过程中从所述最底层向上生长成枝晶；在定向凝固过程中，计算所述枝晶在所述计算域网格中的三维生长形貌；其中，若所述枝晶在所述计算域网格中的生长高度大于预设高度阈值，则去除所述计算域网格中当前的最低层网格，并在所述计算域网格中当前的最高层网格之上新增一层网格，新增的一层网格为纯液相层；其中，基于所述三维生长形貌，通过空间拓扑运动算法模拟所述镍基单晶高温合金中的所述枝晶在断裂后的取向偏离形态和最大取向偏离角度，包括：基于所述三维生长形貌和预设的枝晶断裂时截面的模拟固相率，通过空间拓扑运动算法模拟所述镍基单晶高温合金中的所述枝晶在断裂后的取向偏离形态和最大取向偏离角度；其中，所述空间拓扑运动算法包括旋转弯折拓扑矩阵，所述旋转弯折拓扑矩阵为： 其中，R为旋转弯折拓扑矩阵，α为断裂的枝晶绕x方向的旋转角度范围，β为断裂的枝晶绕y方向的旋转角度范围，γ为断裂的枝晶绕z方向的旋转角度范围；其中，所述α为0°-90°，所述β为0°-90°，所述γ为0°-360°。

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