项目合作 | 化学诱导制造高温单晶合金技术



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高温单晶合金技术现状

目前，我国在制造单晶合金时，采用的是传统的温度梯度结晶工艺，生产出来的单晶产品内部含有很多的亚晶界、点、线、面的位错等微观结构缺陷，在高温的情况下很容易产生蠕变。且生产成本很高。

化学诱导结晶技术简介

我们在生产单晶氟化钙过程中，发现用定向凝固法（即高温抽拉法---温度梯度结晶技术）制作单晶时工艺复杂、生产效率低、并有位错、夹杂亚晶界或组织疏松等缺陷。为了降低成本，提高效率。我们做了系统科学的理论论证及可行性准备工作，自主并成功地研发出了一种化学诱导结晶工艺技术。

2012年，我们用汽油发动机的废铝活塞作原料，依据自己的实践经验，成功的铸造出了几件单晶铝合金样品。样品在北京航空材料研究院的X射线衍射仪进行了常规的扫描检测，得到了扫描峰谱图及扫描原始数据，从检测结果看，该样品是一个理想的合金单晶体。

在此基础上，我们从北京钢研髙纳购进原材料，做出了镍基单晶合金样品。通过山东大学晶体材料研究所的X射线衍射仪扫描，该样品的晶体取向非常理想——具有高度的一致性。

诱导结晶铸造工艺的特点

1、结晶取向可以按照设计要求来控制，偏差不会超过正负5度。同时结晶取向度高度一致而不会发散，产品不会出现亚晶界或疏松组织。

2、产品铸造时间短，即合金从液态到定向凝固的时间很短，只有三十分钟左右，所以不会产生合金元素偏析或偏析现象甚微。生产效率和产量得到了极大的提高，大幅度降低了铸造成本。

3、在合金凝固过程中不涉及到温度梯度控制问题，生产设备简化了许多，可以极大降低设备、厂房投资。在中频感应真空炉内就可以做出合格的单晶产品。

4、由这种工艺技术生产出来的单晶合金产品不含任何的晶体结构缺陷，只要母合金成分合理、铸造条件具备，那么这种合金的高温力学性能就能达到航空发动机的使用标准。

另外，化学诱导剂只在铸造前使用，保证了铸件纯度和性能。可以在非金属模具中按产品要求做出单晶取向，免去二次加工造成单晶取向不一致，造成产品性能不合格或合格率太低。

合作

样品试制是在真空条件下进行，结晶取向及结构很理想，样品的高温力学测试已经达到预期。我方可对外转让技术。 具体如下：                                                                     

（1）有单晶样品供检测，(现提供的单晶样品是以铁、铝合金为原料制作的单晶合金)检测合格后可在贵方实验室中试产或贵方指定的真空炉试产。

（2）在真空炉外增加定制设备（原真空炉不用变动，不影响真空炉以后的使用）。安装方便，生产时间短。在增加成本很低的情况下，可以使贵方需要的母合金或产品构件全部做到高质量单晶体，使其经济价值、产品耐高温、耐磨性能提高数倍。

（3）如有意向，可转让给单位或个人。如有别的合作方式也可沟通。

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