、各種凝固技術(shù)的不斷的出現(xiàn)和提高、計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用等有關(guān) , 而且還與化學(xué)工業(yè)、機(jī)械制造業(yè)、制造方法和技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。固技術(shù)的發(fā)展 控制凝固過(guò)程是開發(fā)新型材料和提高鑄件質(zhì)量的重要途徑

。 順序凝固技術(shù)

、快速凝固技術(shù)

、復(fù)合材料的獲得

、半固態(tài)金屬鑄造成形技術(shù)等等就是集中的代表

。

1.順序凝固技術(shù) 所謂的順序凝固技術(shù) ，是使液態(tài)金屬的熱量沿一定向排出 , 或通過(guò)對(duì)液態(tài)金屬施行某方向的快速凝固 , 從而使晶粒的生長(zhǎng)( 凝固 )向著一定的方向進(jìn)行 , 最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 ,而且組織更細(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)的最新進(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更高的 工作溫度 , 抗熱疲勞強(qiáng)度、抗蠕變強(qiáng)度和耐腐蝕性能。采用這種高溫合金單晶葉片 的航空發(fā)動(dòng)機(jī) ,有效地增加了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的推力和效率 , 使其性能大幅度提高。

2. 快速凝固技術(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超細(xì)析出相 , 材料的高強(qiáng)度、高韌性等。 快速凝固技術(shù)可使液態(tài)金屬脫開常規(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。此類非晶態(tài)合金為遠(yuǎn)程無(wú)序結(jié)構(gòu) ,具有特殊的電學(xué)性能、磁學(xué)性能、電化學(xué)性能和力學(xué)性能 ,己得到廣泛的應(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。快速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)相或特殊成分 ,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特殊性能的材料

。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 , 如高強(qiáng)度、良好的高溫性能和抗疲勞性能 , 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。此領(lǐng)域的應(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 多年的研究及發(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 ,它具有一定的流動(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