CN117252030A - 一种单晶高温合金固溶热处理制度的设计方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种单晶高温合金固溶热处理制度的设计方法及***，涉及数值模拟和材料加工交叉技术领域，方法包括：基于元素浓度与固相线温度之间的关系，根据从铸态单晶高温合金试样中提取的元素浓度分布，确定铸态单晶高温合金试样的固相线温度分布；采用相场法对铸态单晶高温合金试样进行固溶热处理模拟，以得到初熔温度下保温一个模拟时间步长的元素浓度分布，并标记为处理后元素浓度分布，确定各元素的偏析系数；当所有元素的偏析系数均处于预设范围内时，将所有初熔温度及对应的当前模拟时间标记为热处理模拟结果，然后确定铸态单晶高温合金试样的实际固溶热处理制度。本发明具有耗时短、效率高、成本低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及数值模拟和材料加工交叉技术领域，特别是涉及一种单晶高温合金固溶热处理制度的设计方法及***。
背景技术
单晶高温合金具有较高的强度和韧性，良好的抗氧化性和抗腐蚀性，良好的加工性能和优异的高温综合性能，是制备先进航空发动机涡轮叶片的首选材料。单晶高温合金通常采用定向凝固方法制备，其铸态组织中存在枝晶间相和微观偏析(元素分布不均)，这对高温力学性能是不利的。为溶解枝晶间相、减轻微观偏析，以获得均匀的单一组织，必须进行固溶热处理。固溶过程中温度选择尤为重要，温度低，减轻微观偏析需要大量时间且二次相很有可能无法溶解；而温度高，虽然能在较短时间内溶解二次相和减轻微观偏析，但会造成初熔，即局部熔化，形成固溶孔洞，固溶孔洞会严重削弱合金的高温力学性能。
为提高热处理效率，需要确保在不发生初熔的条件下尽可能采用高的固溶热处理温度。因此，固溶热处理温度需要低于初熔温度。然而，初熔温度不是固定值，随着固溶热处理过程进行，微观偏析减轻，初熔温度会不断升高。初熔温度的局域性和变化性使得固溶热处理设计变得复杂。传统设计固溶热处理制度的方法是实验法。在实验方法中，通常会多次调整保温温度和保温时间，再通过组织表征观察是否发生初熔，以期获得优化的固溶热处理制度。例如文献“H.T.Pang,L.J.Zhang,R.A.Hobbs,H.J.Stone,C.M.F.Rae.Solutionheat treatment optimization of fourth-generation single-crystal nickel-basesuperalloys[J].Metall.Mater.Trans.A.,2012,43A:3264-3282.”利用实验方法优化了***镍基单晶高温合金LDSX-6B和LDSX-6C的固溶热处理制度。然而，试错型的实验方法耗时耗力，且设计的固溶热处理制度不具有普遍适用性。
发明内容
本发明的目的是提供一种单晶高温合金固溶热处理制度的设计方法及***，通过模拟结果设计单晶高温合金的固溶热处理制度，具有耗时短、效率高、成本低的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
第一方面，本发明提供一种单晶高温合金固溶热处理制度的设计方法，包括：
从铸态单晶高温合金试样中提取元素浓度分布；
基于元素浓度与固相线温度之间的关系，根据所述元素浓度分布，确定所述铸态单晶高温合金试样的固相线温度分布；
将所述固相线温度分布中的最低固相线温度，标记为初熔温度，同时确定当前模拟时间；
基于所述初熔温度，采用相场法对所述铸态单晶高温合金试样进行固溶热处理模拟，以得到所述初熔温度下保温一个模拟时间步长的元素浓度分布，并标记为处理后元素浓度分布；
基于所述处理后元素浓度分布，确定各元素的偏析系数；
当任一元素的偏析系数未处于预设范围内时，将所述元素浓度分布更新为所述处理后元素浓度分布，并返回基于元素浓度与固相线温度之间的关系，根据所述元素浓度分布，确定所述铸态单晶高温合金试样的固相线温度分布的步骤；
当所有元素的偏析系数均处于预设范围内时，将所有所述初熔温度及对应的当前模拟时间标记为热处理模拟结果；
基于所述热处理模拟结果，确定所述铸态单晶高温合金试样的实际固溶热处理制度。
第二方面，本发明提供一种单晶高温合金固溶热处理制度的设计***，包括：
元素浓度分布提取模块，用于从铸态单晶高温合金试样中提取元素浓度分布；
固相线温度分布确定模块，用于基于元素浓度与固相线温度之间的关系，根据所述元素浓度分布，确定所述铸态单晶高温合金试样的固相线温度分布；
初熔温度确定模块，用于将所述固相线温度分布中的最低固相线温度，标记为初熔温度，同时确定当前模拟时间；
固溶热处理模拟模块，用于基于所述初熔温度，采用相场法对所述铸态单晶高温合金试样进行固溶热处理模拟，以得到所述初熔温度下保温一个模拟时间步长的元素浓度分布，并标记为处理后元素浓度分布；
偏析系数确定模块，用于基于所述处理后元素浓度分布，确定各元素的偏析系数；
固溶模拟迭代模块，用于当任一元素的偏析系数未处于预设范围内时，将所述元素浓度分布更新为所述处理后元素浓度分布，并返回基于元素浓度与固相线温度之间的关系，根据所述元素浓度分布，确定所述铸态单晶高温合金试样的固相线温度分布的步骤；
模拟结果确定模块，用于当所有元素的偏析系数均处于预设范围内时，将所有所述初熔温度及对应的当前模拟时间标记为热处理模拟结果；
固溶热处理制度确定模块，用于基于所述热处理模拟结果，确定所述铸态单晶高温合金试样的实际固溶热处理制度。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明公开一种单晶高温合金固溶热处理制度的设计方法及***，从铸态单晶高温合金试样中提取元素浓度分布，进而确定固相线温度分布；将固相线温度分布中的最低固相线温度，标记为初熔温度，同时确定当前模拟时间，然后采用相场法进行固溶热处理模拟，从而可以实时观察单晶高温合金在固溶热处理过程中的元素扩散过程，得到初熔温度下保温一个模拟时间步长的元素浓度分布，进而确定各元素的偏析系数；当所有元素的偏析系数均处于预设范围内时，将所有初熔温度及对应的当前模拟时间标记为热处理模拟结果；最后基于热处理模拟结果，确定铸态单晶高温合金试样的实际固溶热处理制度。本发明基于元素浓度与固相线温度之间的关系，实现了固溶热处理模拟过程中固溶温度的实时更新，通过一次完整的模拟结果就可以得到优化的固溶热处理制度，相较于现有技术中的试验方法，具有耗时短、效率高、成本低的优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明单晶高温合金固溶热处理制度的设计方法的流程示意图；
图2为定向凝固制备的单晶高温合金的铸态组织示意图；图2中(a)为铸态单晶高温合金由于元素分布不均匀呈枝晶形貌的示意图，图2(b)为枝晶间存在的(γ+γ′)、(β+γ′)共晶相和粗化的γ′相的示意图；
图3为热处理模拟过程中难熔元素W的浓度分布示意图；图3中的(a)为模拟时间为3600s的示意图，图3中的(b)为模拟时间为18000s的示意图，图3中的(c)为模拟时间为72000s的示意图；
图4为实例1设计的等温固溶热处理制度示意图；
图5为实例2设计的多步固溶热处理制度示意图；
图6为实例3设计的斜坡固溶热处理制度示意图；
图7为基于三个具体实例设计的固溶热处理制度进行实验后的固溶热处理组织示意图；图7中的(a)为根据实例1设计的固溶制度进行热处理后的组织示意图，图7中的(b)为根据实例2设计的固溶制度进行热处理后的组织示意图，图7中的(c)为根据实例3设计的固溶制度进行热处理后的组织示意图；
图8为本发明单晶高温合金固溶热处理制度的设计***的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示，本发明提供一种单晶高温合金固溶热处理制度的设计方法，包括：
步骤100，从铸态单晶高温合金试样中提取元素浓度分布；具体地，采用电子探针显微分析仪(EPMA)测量得到铸态单晶高温合金试样的元素浓度分布。
进一步来说，定向凝固的抽拉速率范围为0.1um/s～3000um/s，其铸态试样为单晶合金，合金的铸态组织呈枝晶形貌且包含二次相，利用EPMA测量获取铸态组织的元素浓度分布，元素浓度分布不仅反映了微观偏析也反映了二次相。
本发明方法可以适用于任何元素成分的单晶高温合金，在一个实例中，从铸态单晶高温合金试样中提取出的元素包括：镍、钴、铬、钼、钨、铝、钽、钛、铌、铼、钌、铪中的至少一种。
步骤200，基于元素浓度与固相线温度之间的关系，根据所述元素浓度分布，确定所述铸态单晶高温合金试样的固相线温度分布。
所述元素浓度与固相线温度之间的关系是通过热力学软件建立的，具体的建立过程包括：利用热力学计算软件计算多组(至少500组)具有不同元素浓度分布的合金成分的固相线温度；利用非线性拟合元素浓度和固相线温度两者之间的函数关系式，从而得到对应的函数关系。
即，元素浓度与固相线温度之间的关系，可以如下函数表示：
其中，Ts表示固相线温度，i、j、k代表单晶高温合金元素，ci、cj、ck分别表示单晶高温合金元素i的浓度、单晶高温合金元素j的浓度、单晶高温合金元素k的浓度，Pi表示单晶高温合金元素i与单晶高温合金元素i的交互作用系数，pij表示单晶高温合金元素i与单晶高温合金元素j的交互作用系数，pijk表示单晶高温合金元素i、单晶高温合金元素j与单晶高温合金元素k的交互作用系数，m表示单晶高温合金元素i与单晶高温合金元素j之间交互作用的阶数，m最大为2，即分别为0、1、2，r∈m。
通过建立元素浓度与固相线温度之间的关系，在固溶热处理模拟过程中实现了初熔温度的实时追踪，为固溶热处理制度的制定提供了理论依据。进一步来说，依据上述函数公式，可根据铸态元素浓度分布求解铸态试样的固相线温度分布，或者根据固溶模拟一个时间步长后的元素浓度分布求解新的固相线温度分布。
步骤300，将所述固相线温度分布中的最低固相线温度，标记为初熔温度，同时确定当前模拟时间；其中，初熔温度随元素浓度变化而变化。
当前模拟时间的确定过程，具体包括：1)获取返回基于元素浓度与固相线温度之间的关系，根据所述元素浓度分布，确定所述铸态单晶高温合金试样的固相线温度分布的步骤的次数，并标记为模拟步数。2)将所述模拟步数与所述模拟时间步长相乘，以得到当前模拟时间。
具体来说，在初始时，无法获取到上述返回步骤的次数，也即模拟步数为0，此处还没有进行模拟，当前模拟时间也为0。而若是获取到的返回步骤的次数为1，则表明模拟步数为1(已完成了一次下文中的步骤400-步骤500的模拟)，将模拟步数与模拟时间步长相乘，即可得到当前模拟时间。另外，模拟时间步长的取值需保证固溶热处理模拟的计算过程是稳定的，因此，本发明中模拟时间步长的取值范围为：0.1s～10s。
步骤400，基于所述初熔温度，采用相场法对所述铸态单晶高温合金试样进行固溶热处理模拟，以得到所述初熔温度下保温一个模拟时间步长的元素浓度分布，并标记为处理后元素浓度分布。
具体地，将初熔温度作为固溶热处理模拟温度，进行固溶热处理过程中元素均匀化模拟，以得到在固溶热处理模拟温度下保温一个模拟时间步长后的元素浓度分布。其中，相场法的控制方程见下式，求解该控制方程可得到元素浓度分布随时间的演化。
相场法的控制方程为：
***热力学自由能F与Gibbs自由能G有关，因此，F＝G/Vm。G利用计算相图法求解，方程为：
动力学迁移率Mij同样利用计算相图法求解，方程为：
Mk与原子激活能Qk有关，方程为：
其中，ci、cj、ck分别表示单晶高温合金元素i的浓度、单晶高温合金元素j的浓度、单晶高温合金元素k的浓度，Mij表示动力学迁移率，F表示***热力学自由能；G表示Gibbs自由能，Vm为摩尔体积；和/>从热力学数据库获取，R为气体常数；T为绝对温度，也为固溶热处理模拟温度，m表示单晶高温合金元素i与单晶高温合金元素j之间交互作用的阶数；δik和δjk为delta函数，Mk为原子迁移率；Qk表示原子激活能，从动力学数据库获取。
根据本发明的具体实施例，固溶热处理模拟运行一个模拟时间步长，可得到在固溶热处理模拟温度保温dt时间后的新的元素浓度分布，即处理后元素浓度分布。
步骤500，基于所述处理后元素浓度分布，确定各元素的偏析系数。所述偏析系数为枝晶干元素浓度与枝晶间元素浓度的比值，偏析系数越接近1代表固溶热处理要求越高，本发明偏析系数的预设范围为：0.9-1.1。
步骤600，当任一元素的偏析系数未处于预设范围内时，将所述元素浓度分布更新为所述处理后元素浓度分布，并返回步骤200。
步骤700，当所有元素的偏析系数均处于预设范围内时，将所有所述初熔温度及对应的当前模拟时间标记为热处理模拟结果；具体地，相场模拟得到的元素浓度可计算新元素浓度分布的初熔温度，同时更新固溶温度(通常新的固溶温度更高)，从而提高固溶热处理效率。
步骤800，基于所述热处理模拟结果，确定所述铸态单晶高温合金试样的实际固溶热处理制度。所述实际固溶热处理制度为固溶热处理的温度与时间可变的制度。
步骤800，具体包括：
1)针对所述热处理模拟结果中的任一组所述初熔温度及对应的当前模拟时间，将所述初熔温度减去一个预设常数，以得到理想温度；所述理想温度与对应的当前模拟时间构成理想固溶热处理结果；多个所述理想固溶热处理结果构成理想固溶热处理制度；具体地，预设常数可根据实验用热处理炉的控温精度确定，通常不大于5摄氏度。同时，固溶温度取值低于初熔温度，能够防止初熔的发生。
由于理想的固溶温度与时间的关系呈曲线变化，常用热处理炉难以设定该制度。因此，需要根据理想的固溶热处理温度与时间的关系设计具有可操作性的制度，所述可操作性为热处理炉可设置的温度和时间。即：
2)基于固溶热处理的温度不高于所述理想温度的取值范围的原则，根据所述理想固溶热处理制度，设计实际固溶热处理制度；所述实际固溶热处理制度包括等温固溶(在一个固定温度下保温)、多步固溶(在低温保温一段时间后升温保温)及斜坡固溶(温度随时间线性增加)。
以下给出了基于本发明方法的三个具体实例并进行对比分析：
实例1。
选取新设计的钴基单晶高温合金为例，其化学成分(原子百分数，％)为Ni 30，Al11，W 5，Ta 1，Ti 4，Cr 5，Co余量。在定向凝固制备单晶高温合金时，抽拉速率为100μm/s，得到的铸态试样组织如图2所示。从图2中的(a)可看出铸态单晶高温合金由于元素分布不均匀呈枝晶形貌，且枝晶间存在的(γ+γ′)、(β+γ′)共晶相和粗化的γ′相(图2中的(b))。
选取包含一个完整枝晶的区域进行EPMA测量，得到铸态试样的元素浓度分布。将元素浓度分布转换为矩阵作为相场模拟的初始输入，根据建立的元素浓度与固相线温度之间的关系，计算铸态试样的固相线温度分布，取其最低值为初熔温度。在初熔温度下进行保温(时间步长)为1s的固溶热处理模拟，得到保温1s后的元素浓度分布。根据模拟的元素浓度分布，重新进行固相线温度分布和初熔温度的计算以及保温过程模拟，直到所有元素的偏析系数在0.9-1.1范围内。
图3为固溶热处理模拟过程中最慢扩散元素W的均匀化过程，图3中的(a)、(b)、(c)分别为模拟时间为3600s、18000s、72000s的示意图。得到的固溶热护理模拟过程中的初熔温度变化如图4中虚线所示，将初熔温度降低5℃，得到理想固溶热处理制度如图4中点画线所示，据此设计出图4中实线所示的等温固溶热处理制度。
实例2及实例3。
实例2和实例3与实例1的区别在于：根据理想固溶制度设计的具有可操作性的固溶热处理制度。实例2设计的固溶热处理制度为多步固溶制度，具体见图5中实线所示。实例3设计的固溶热处理制度为斜坡固溶制度，具体见图6中实线所示。
根据实例1～实例3设计的固溶制度进行相应固溶热处理实验研究。具体地，对实例1～实例3固溶热处理结束后的样品进行组织观察，结果如图7所示，图7中，(a)为根据实例1设计的固溶制度进行热处理后的组织示意图；(b)为根据实例2设计的固溶制度进行热处理后的组织示意图；(c)为根据实例3设计的固溶制度进行热处理后的组织示意图。由图7可知，利用本发明方法设计的单晶高温合金固溶热处理制度在实验过程中不会使试样发生初熔，且温度更高的多步固溶其固溶效果最优，即枝晶组织已全部消失且不存在枝晶间二次相。
实施例二
如图8所示，为了实现实施例一中的技术方案，以达到相应的功能和技术效果，本实施例还提供了一种单晶高温合金固溶热处理制度的设计***，包括：
元素浓度分布提取模块，用于从铸态单晶高温合金试样中提取元素浓度分布。
固相线温度分布确定模块，用于基于元素浓度与固相线温度之间的关系，根据所述元素浓度分布，确定所述铸态单晶高温合金试样的固相线温度分布。
初熔温度确定模块，用于将所述固相线温度分布中的最低固相线温度，标记为初熔温度，同时确定当前模拟时间。
固溶热处理模拟模块，用于基于所述初熔温度，采用相场法对所述铸态单晶高温合金试样进行固溶热处理模拟，以得到所述初熔温度下保温一个模拟时间步长的元素浓度分布，并标记为处理后元素浓度分布。
偏析系数确定模块，用于基于所述处理后元素浓度分布，确定各元素的偏析系数。
固溶模拟迭代模块，用于当任一元素的偏析系数未处于预设范围内时，将所述元素浓度分布更新为所述处理后元素浓度分布，并返回基于元素浓度与固相线温度之间的关系，根据所述元素浓度分布，确定所述铸态单晶高温合金试样的固相线温度分布的步骤。
模拟结果确定模块，用于当所有元素的偏析系数均处于预设范围内时，将所有所述初熔温度及对应的当前模拟时间标记为热处理模拟结果。
固溶热处理制度确定模块，用于基于所述热处理模拟结果，确定所述铸态单晶高温合金试样的实际固溶热处理制度。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的***而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种单晶高温合金固溶热处理制度的设计方法，其特征在于，方法包括：
从铸态单晶高温合金试样中提取元素浓度分布；
基于元素浓度与固相线温度之间的关系，根据所述元素浓度分布，确定所述铸态单晶高温合金试样的固相线温度分布；
将所述固相线温度分布中的最低固相线温度，标记为初熔温度，同时确定当前模拟时间；
基于所述初熔温度，采用相场法对所述铸态单晶高温合金试样进行固溶热处理模拟，以得到所述初熔温度下保温一个模拟时间步长的元素浓度分布，并标记为处理后元素浓度分布；
基于所述处理后元素浓度分布，确定各元素的偏析系数；
当任一元素的偏析系数未处于预设范围内时，将所述元素浓度分布更新为所述处理后元素浓度分布，并返回基于元素浓度与固相线温度之间的关系，根据所述元素浓度分布，确定所述铸态单晶高温合金试样的固相线温度分布的步骤；
当所有元素的偏析系数均处于预设范围内时，将所有所述初熔温度及对应的当前模拟时间标记为热处理模拟结果；
基于所述热处理模拟结果，确定所述铸态单晶高温合金试样的实际固溶热处理制度。
2.根据权利要求1所述的单晶高温合金固溶热处理制度的设计方法，其特征在于，从铸态单晶高温合金试样中提取出的元素包括：镍、钴、铬、钼、钨、铝、钽、钛、铌、铼、钌、铪中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的单晶高温合金固溶热处理制度的设计方法，其特征在于，所述元素浓度与固相线温度之间的关系，以如下函数表示：
其中，Ts表示固相线温度，i、j、k代表单晶高温合金元素，ci、cj、ck分别表示单晶高温合金元素i的浓度、单晶高温合金元素j的浓度、单晶高温合金元素k的浓度，Pi表示单晶高温合金元素i与单晶高温合金元素i的交互作用系数，pij表示单晶高温合金元素i与单晶高温合金元素j的交互作用系数，pijk表示单晶高温合金元素i、单晶高温合金元素j与单晶高温合金元素k的交互作用系数，m表示单晶高温合金元素i与单晶高温合金元素j之间交互作用的阶数，r∈m。
4.根据权利要求1所述的单晶高温合金固溶热处理制度的设计方法，其特征在于，相场法的控制方程为：
F＝G/Vm；
其中，ci、cj、ck分别表示单晶高温合金元素i的浓度、单晶高温合金元素j的浓度、单晶高温合金元素k的浓度，Mij表示动力学迁移率，F表示***热力学自由能；G表示Gibbs自由能，Vm为摩尔体积； 和/>从热力学数据库获取，R为气体常数，T为固溶热处理模拟温度，m表示单晶高温合金元素i与单晶高温合金元素j之间交互作用的阶数；δik和δjk为delta函数，Mk为原子迁移率；Qk表示原子激活能，从动力学数据库获取。
5.根据权利要求1所述的单晶高温合金固溶热处理制度的设计方法，其特征在于，从铸态单晶高温合金试样中提取元素浓度分布，具体包括：
采用电子探针显微分析仪测量得到所述铸态单晶高温合金试样的元素浓度分布。
6.根据权利要求1所述的单晶高温合金固溶热处理制度的设计方法，其特征在于，所述当前模拟时间的确定过程，具体包括：
获取返回基于元素浓度与固相线温度之间的关系，根据所述元素浓度分布，确定所述铸态单晶高温合金试样的固相线温度分布的步骤的次数，并标记为模拟步数；
将所述模拟步数与所述模拟时间步长相乘，以得到当前模拟时间；
其中，所述模拟时间步长的取值范围为：0.1s～10s。
7.根据权利要求1所述的单晶高温合金固溶热处理制度的设计方法，其特征在于，基于所述热处理模拟结果，确定所述铸态单晶高温合金试样的实际固溶热处理制度，具体包括：
针对所述热处理模拟结果中的任一组所述初熔温度及对应的当前模拟时间，将所述初熔温度减去一个预设常数，以得到理想温度；所述理想温度与对应的当前模拟时间构成理想固溶热处理结果；多个所述理想固溶热处理结果构成理想固溶热处理制度；
基于固溶热处理的温度不高于所述理想温度的取值范围的原则，根据所述理想固溶热处理制度，设计实际固溶热处理制度。
8.根据权利要求1所述的单晶高温合金固溶热处理制度的设计方法，其特征在于，所述实际固溶热处理制度为固溶热处理的温度与时间可变的制度；所述实际固溶热处理制度包括等温固溶、多步固溶及斜坡固溶。
9.根据权利要求1所述的单晶高温合金固溶热处理制度的设计方法，其特征在于，所述偏析系数的预设范围为：0.9-1.1。
10.一种单晶高温合金固溶热处理制度的设计***，其特征在于，***包括：
元素浓度分布提取模块，用于从铸态单晶高温合金试样中提取元素浓度分布；
固相线温度分布确定模块，用于基于元素浓度与固相线温度之间的关系，根据所述元素浓度分布，确定所述铸态单晶高温合金试样的固相线温度分布；
初熔温度确定模块，用于将所述固相线温度分布中的最低固相线温度，标记为初熔温度，同时确定当前模拟时间；
固溶热处理模拟模块，用于基于所述初熔温度，采用相场法对所述铸态单晶高温合金试样进行固溶热处理模拟，以得到所述初熔温度下保温一个模拟时间步长的元素浓度分布，并标记为处理后元素浓度分布；
偏析系数确定模块，用于基于所述处理后元素浓度分布，确定各元素的偏析系数；
固溶模拟迭代模块，用于当任一元素的偏析系数未处于预设范围内时，将所述元素浓度分布更新为所述处理后元素浓度分布，并返回基于元素浓度与固相线温度之间的关系，根据所述元素浓度分布，确定所述铸态单晶高温合金试样的固相线温度分布的步骤；
模拟结果确定模块，用于当所有元素的偏析系数均处于预设范围内时，将所有所述初熔温度及对应的当前模拟时间标记为热处理模拟结果；
固溶热处理制度确定模块，用于基于所述热处理模拟结果，确定所述铸态单晶高温合金试样的实际固溶热处理制度。
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