航空發動機工作環境非常惡(è)劣(liè),在高(gāo)溫、高寒等極端(duān)工作條件下,對渦輪葉片、葉盤(pán)及渦輪機匣等高等溫合金鑄件的壽命提出嚴格的要求,如果采用(yòng)傳統的熔模精密鑄造技術,會導緻生(shēng)産的鑄件出現(xiàn)柱狀晶或是樹枝晶,晶粒的平均尺寸超過4毫米,晶粒粗大,并且組織存在差異性(xìng),各部(bù)位性(xìng)能會有所不同,如果(guǒ)通過此類技術生産高溫(wēn)合金(jīn),可(kě)能會導緻鑄件在(zài)使用期間出現疲(pí)勞(láo)裂紋的問題(tí),縮短使用壽命,而(ér)等軸晶精密鑄造技術的應用(yòng)就可以改變現狀,尤(yóu)其是細晶鑄造技術,可以(yǐ)有效進行傳統(tǒng)熔模鑄造技術流程的控制,使得合(hé)金形核的機制(zhì)有所強化,能夠形成(chéng)數量(liàng)較高的結(jié)晶核心,起到晶粒長大的抑制性作用,獲取到平均晶粒(lì)尺寸在1.6mm之(zhī)内并且均勻度較高的等(děng)軸晶鑄件(jiàn)産品,符(fú)合相關的标準。
20世(shì)紀70年代的(de)中(zhōng)期階段,就USA已(yǐ)經開始使用高(gāo)溫合金細(xì)晶鑄造技術,通過(guò)熱失控的形式生産航空發動機(jī)合金渦輪産品,能夠将(jiāng)材料澆(jiāo)注過熱度維持在27℃之内,平均(jun1)晶粒度控制(zhì)在直徑0.51mm左(zuǒ)右,和傳統的熔模鑄造技術相較,細晶鑄造的鑄件(jiàn)壽命延長75%以上(shàng)。
受20世紀80年代德國研究多(duō)種金屬化合物類在合金細化方面的影響,我國西北工業大學也開始研(yán)究金屬化合物類細化劑,形(xíng)成合(hé)金細化的作用(yòng),并發現(xiàn)使用金屬化合物細化劑除(chú)了能夠确保組織細化,還(hái)能增強碳化物的細化效(xiào)果,提升等軸晶(jīng)的數量,降低樹枝晶的數量與尺寸,增強不同溫度條件下合金的屈服與(yǔ)抗拉強度。此類方式的應用屬于(yú)化學法晶粒細化技術,其便于(yú)操作(zuò)的特性使其廣泛(fàn)地應用于表面細化鑄件(jiàn)的生産工藝中。但(dàn)是,由于化(huà)學法晶粒細化技(jì)術(shù)受熔煉澆注過程中溫度的影響較大,溫度較低則(zé)反應形核的數量較少,溫度過高則形核(hé)重熔于熔體中,導緻zui終細化效果較差。高(gāo)溫合金的熔鑄工藝具備一定的複雜性(xìng)特點,高溫合金的熔點在普遍在1300℃以上(shàng),澆注之前需要進行過(guò)熱處理,在(zài)高溫的狀态下很多(duō)添加劑都會出現分解的現象,或者是直接和(hé)熔體之間(jiān)相互熔合,無法(fǎ)保留形成形核基底,這就(jiù)導緻生産(chǎn)期間添加劑材料的使用(yòng)受到一定(dìng)限制,所以在未來(lái)的生産過程中需(xū)要結合高溫合金(jīn)的情況科學使用化學添加劑。