为了减少材料在熔化成形过程中的污染以及改善材料的组织和性能,材料研究工作者提出在材料加工过程中引入电磁场的办法。随着研究的深入,逐渐开发出了电磁悬浮熔炼技术、冷坩埚感应熔炼技术、电磁铸造以及磁悬浮熔体处理技术等多种电磁加工技术并付诸应用。但是,到目前为止,关于电磁场对金属定向凝固过程中组织的作用规律和性能的影响规律的研究并不多见。本文选取镍基高温合金K403为实验材料,在不同强度的电磁场下进行了高温合金的定向凝固试验,研究了不同电磁场下定向凝固样件凝固组织和凝固特性的差异,揭示了电磁场作用对高温合金组织及性能的影响规律。本文主要研究内容及结论如下: 研究了电磁场对合金定向凝固组织的影响,结果表明,电磁场的作用会使柱状晶的生长方向发生改变,迎着流动一侧倾斜:电磁场的搅拌作用使杜状晶的晶粒细化:随着磁场强度增加,合金显微组织一次枝晶间距λ₁减小,二次枝晶臂变细,二次枝晶的生长明显受到抑制;随着电磁场作用的增强,碳化物的形态也逐渐由块状转向片状、汉字体状。 研究了电磁场对固液界面γ相溶质分配系数K₁^*的影响,结果表明,无论合金元素i的溶质平衡分配系数K_0,i大于还是小于1,电磁场的作用都使K₁^*趋近于1。本文还研究了电磁场对γ′相析出的影响。随着电磁场增强,微观组织中γ′相颗粒数量增多,而且γ′相面积百分含量增加,γ′相颗粒平均尺寸增大。