鑄造凝固技術(shù)的發(fā)展

1.順序凝固技術(shù)所謂的順序凝固技術(shù)，是使液態(tài)金屬的熱量沿   向排出,或通過(guò)對(duì)液態(tài)金屬施行某方向的凝固,從而使晶粒的生長(zhǎng)(凝固)向著   的方向進(jìn)行,終獲得具有單方向晶粒組織或單晶組織的鑄件的一種工藝方法。由于冷卻及控制技術(shù)的不斷進(jìn)步,使熱量排出的強(qiáng)度及方向性不斷提高,從而使固液界面前沿液相中的溫度梯度增大,這不僅使晶粒生長(zhǎng)的方向性提高,而且組織細(xì)長(zhǎng)、挺直、并延長(zhǎng)了定向區(qū).順序凝固技術(shù)已廣泛應(yīng)用于鑄造高溫合金燃?xì)廨啓C(jī)葉片的生產(chǎn)中,由于沿定向生長(zhǎng)的組織的力學(xué)性能優(yōu)異,使葉片工作溫度大幅度提高,從而使航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能提高。順序凝固技術(shù)的進(jìn)展是制取單晶體鑄件,如單晶渦輪葉片,它比一般順序凝固柱狀晶葉片具有高的工作溫度,抗熱疲勞強(qiáng)度、抗蠕變強(qiáng)度和性能。采用這種高溫合金單晶葉片的航空發(fā)動(dòng)機(jī),地增加了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的推力和效率,使其性能大幅度提高。

2.凝固技術(shù)即在比常規(guī)工藝條件下的冷卻速度(10-4-10K/S)快得多的冷卻條件(103-109 K/S)下,使液態(tài)合金轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的工藝方法。它使合金材料具有優(yōu)異的組織和性能,如很細(xì)的晶粒(通常<0.1-0.01 um>甚至納米級(jí)的晶粒),合金元偏析缺陷和高分散度的   析出相,材料的、等。凝固技術(shù)可使液態(tài)金屬脫開(kāi)常規(guī)的結(jié)晶過(guò)程(形核和生長(zhǎng)),直接形成非晶結(jié)構(gòu)的固體材料,即所謂的金屬玻璃。此類(lèi)非晶態(tài)合金為遠(yuǎn)程無(wú)序結(jié)構(gòu),具有的電學(xué)性能、磁學(xué)性能、電化學(xué)性能和力學(xué)性能,己廣泛的應(yīng)用。如用作控制變壓器鐵心材料、計(jì)算機(jī)磁頭及外圍設(shè)備中零件的材料、纖焊材料等。凝固正日益受到多方的重視。

3.復(fù)合材料制備凝固技術(shù)的另一發(fā)展是用于復(fù)合材料的制備口所謂復(fù)合材料,就是在非金屬或金屬基體中引人增強(qiáng)相或成分,通過(guò)控制凝固使增強(qiáng)相按所希望的方式分布或排列的一種具有性能的材料。由于復(fù)合材料的基體具有較高的斷裂性,加上增強(qiáng)相的存在,故能表現(xiàn)出與普通單相組織材料不同的性能,如、良好的高溫性能和性能,已發(fā)展了多種制取復(fù)合材料的工藝方法,如結(jié)合順序凝固技術(shù)制備自生復(fù)合材料。此的應(yīng)用前景將越來(lái)越廣。

4.半固態(tài)鑄造半固態(tài)金屬鑄造成形技術(shù)經(jīng)過(guò)20的研究及發(fā)展,已進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用階段。其原理是在液態(tài)金屬的凝固過(guò)程中進(jìn)行強(qiáng)烈的攪拌(可以采用機(jī)械、電磁或其它方式),使普通鑄造易于形成的樹(shù)枝晶網(wǎng)絡(luò)骨架被打碎而形成分散的顆粒狀組織形態(tài),從而制得半固態(tài)金屬液,它具有   的流動(dòng)性,然后可利用常規(guī)的成形技術(shù)如壓鑄、擠壓、模鍛等成形生產(chǎn)坯料或鑄件。半固態(tài)金屬鑄造成形克服了傳統(tǒng)鑄造成形易產(chǎn)生的縮孔、縮松、氣孔及尺寸偏差等缺點(diǎn),具有成形溫度低,延長(zhǎng)模具壽命,節(jié)約能源,生產(chǎn)條件和環(huán)境,提高鑄件質(zhì)量(減少氣孔和凝固收縮),減少加工余量等許多優(yōu)點(diǎn)。半固態(tài)金屬成形工藝將成為21世紀(jì)   發(fā)展前途的近凈形化成形技術(shù)之一。