金属学报

作者：贾玉亮, 张勇佳, 史泽楷, 沈旭, 殷亚军, 施长坤, 周建新, 吕志刚

单位：1 清华大学 机械工程系 北京 100084；2 安徽应流航源动力科技有限公司 霍山 237200；3 江西理工大学 能源与机械工程学院 南昌 330013；4 华中科技大学 材料成形与模具技术全国重点实验室 武汉 430074

关键词：大尺寸叶片,定向凝固,高温合金,雀斑,数值模拟,

基金：国家重点研发计划项目(2024YFB3713805);基础研究计划项目(JCKY-C102)

雀斑严重损害了高温合金叶片的晶体完整性和力学性能，给重型燃气轮机定向凝固大尺寸叶片的制备带来巨大挑战。本文回顾了国内外近几十年雀斑研究进展，包括通过原子探针、同步辐射、数值模拟等手段研究雀斑形成过程中的元素偏析、热溶质对流及枝晶碎臂行为，描述了基于温度场或糊状区密度的雀斑形成判据，阐释了叶片结构、工艺条件等对雀斑分布的影响规律，综述了雀斑缺陷的控制技术和方法。目前，关于雀斑的报道普遍聚焦于“小尺寸、拉速≤ 1.5 mm/min、高W/Re含量合金”的情形，这与工程实际中重型燃机“大叶片、拉速≥ 2.0 mm/min、低W/Re含量合金”时雀斑的凝固条件及发生状况存在较为显著的差异。因此，深入研发适用于重型燃机大尺寸叶片中雀斑的快速预测方法和有效控制技术，成为当前及未来的重要需求和研究方向。

来源：2026年第2期

《金属学报》期刊编辑部

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