عملیات حرارتی در فرآیند ریخته گری سرمایه گذاری

1. مقدمه

عملیات حرارتی یکی از مهمترین مراحل تکمیلی در ریخته‌گری سرمایه‌گذاری است، زیرا شرایط ریختگی به ندرت نمایانگر وضعیت مکانیکی نهایی است که یک قطعه مهندسی شده به آن نیاز دارد..

در مفهوم متالورژیکی گسترده, عملیات حرارتی به عملیات گرمایش و سرمایش کنترل شده ای اطلاق می شود که برای تغییر خواص مکانیکی استفاده می شود, ساختار متالورژیکی, یا حالت تنش پسماند;

در آلیاژهای آلومینیوم, برای مثال, اغلب به طور خاص برای افزایش استحکام و سختی در آلیاژهای ریخته گری قابل عملیات حرارتی استفاده می شود.

قطعات سرمایه گذاری شده ممکن است شکلی نزدیک به شبکه داشته باشند, اما آنها هنوز هم اغلب پس از انجماد نیاز به تنظیم ویژگی دارند.

نکته کلیدی این است که ریخته گری سرمایه گذاری هندسه ایجاد می کند, در حالی که عملیات حرارتی به ایجاد عملکرد کمک می کند.

این تقسیم کار چیزی است که فرآیند را در تولید با ارزش بسیار قدرتمند می کند, به خصوص در مواردی که دقت ابعادی دارد, قابلیت اطمینان متالورژیکی, و عمر سرویس به یکباره اهمیت دارد.

2. منظور از عملیات حرارتی در ریخته گری سرمایه گذاری

عملیات حرارتی در ریخته گری سرمایه گذاری به کاربرد کنترل شده چرخه های حرارتی بر روی یک جزء ریخته گری پس از انجماد به منظور تغییر ساختار داخلی و خواص آن به روشی عمدی اشاره دارد..

بسته به سیستم آلیاژی و کاربرد نهایی, این ممکن است شامل کاهش استرس باشد, درمان راه حل, پیری, بازپخت, عادی سازی, خاموش کردن, معتدل کردن, همگن کردن, یا ترکیبی از این مراحل.

برخلاف گرم کردن مجدد ساده, عملیات حرارتی یک عملیات متالورژیکی دقیق است.

مشخصات دما, زمان خیساندن, نرخ گرمایش, روش خنک کننده, جو, و ترتیب بار همگی بر نتیجه نهایی تأثیر می گذارند.

یک جزء ریخته گری می تواند قبل و بعد از درمان یکسان به نظر برسد, با این حال رفتار مکانیکی بسیار متفاوتی از خود نشان می دهند, مقاومت در برابر خوردگی, و ثبات ابعادی.

در ریخته گری سرمایه گذاری, نیاز به عملیات حرارتی اغلب شدید است زیرا ریزساختارهای ریخته‌گری می‌توانند درشت باشند, تفکیک شده است, یا تحت فشار حرارتی.

هدف این است که ساختار داخلی یکنواخت تر شود, پایدار تر, و برای شرایط سرویس مورد نظر مناسب تر است.

3. مسیرهای اصلی عملیات حرارتی توسط خانواده آلیاژی

عملیات حرارتی یکی از حیاتی ترین عملیات پس از ریخته گری در فرآیند ریخته گری سرمایه گذاری است.

ممکن است یک ریخته گری پس از انجماد از نظر هندسی دقیق باشد, اما هنوز به طور کامل مهندسی نشده است تا زمانی که ریزساختار آن برای ارائه ترکیب مورد نیاز از استحکام تنظیم شود, سختی, شکل پذیری, سختی, مقاومت در برابر خوردگی, و ثبات ابعادی.

مسیر دقیق عملیات حرارتی قبل از هر چیز به این بستگی دارد خانواده آلیاژی, زیرا هر سیستم متالورژیکی واکنش متفاوتی به چرخه حرارتی نشان می دهد.

عملیات حرارتی ریخته گری سرمایه گذاری فولاد

ریخته گری سرمایه گذاری فولاد خانواده وسیعی از آلیاژها را در بر می گیرد, از جمله فولاد کربن, فولاد آلیاژ, فولادهای ضد زنگ, فولادهای ابزار, و نمرات سخت شدن بارش.

برخلاف ریخته گری آلومینیوم, که در درجه اول به تقویت بارش متکی هستند, ریخته‌گری‌های فولادی بسته به سیستم آلیاژی و نیازهای خدمات نهایی ممکن است به چندین مسیر حرارتی متفاوت نیاز داشته باشند.

در عمل, عملیات حرارتی یک مرحله تکمیلی اختیاری برای ریخته گری سرمایه گذاری فولاد نیست;

اغلب این مرحله است که تعیین می کند آیا ریخته گری نرم و ماشینکاری می شود یا خیر, سخت و مقاوم در برابر سایش, سخت و مقاوم در برابر ضربه, یا از نظر ابعادی پایدار و آماده خوردگی باشد.

متداول ترین مسیرهای عملیات حرارتی برای ریخته گری سرمایه گذاری فولاد در زیر توضیح داده شده است.

همگن

هموژنیزاسیون یک درمان در دمای بالا است که برای کاهش استفاده می شود جداسازی شیمیایی و تنوع ترکیبی که در طول انجماد تشکیل می شود.

زیرا ریخته گری های فولادی از حالت مذاب تحت گرادیان های حرارتی قوی خنک می شوند, عناصر آلیاژی می توانند به صورت محلی در مناطق خاصی از ریزساختار متمرکز شوند.

هموژنیزاسیون با گرم کردن ریخته‌گری تا دمای نزدیک این مشکل را برطرف می‌کند, اما زیر, جامد و نگه داشتن آن به اندازه کافی برای انتشار حالت جامد برای توزیع مجدد عناصر آلیاژی به طور یکنواخت.

ارزش عملی همگن سازی این است که شرایط شروع متالورژیکی یکنواخت تری ایجاد می کند.

ریخته گری که همگن شده است به عملیات حرارتی بعدی مانند عملیات محلول پاسخ سازگارتر می دهد., سخت شدن, یا پیری.

همچنین این خطر را کاهش می دهد که تغییرات شیمیایی موضعی باعث عملکرد مکانیکی ناهموار در سراسر قطعه شود.

محلول عملیات حرارتی

معمولاً از عملیات حرارتی محلول استفاده می شود فولادهای زنگ نزن آستنیتی, فولادهای زنگ نزن سخت کننده رسوب, و سیستم های آلیاژی خاص خاص.

هدف این است که رسوبات ناخواسته و ذرات فاز دوم تشکیل شده در طی ریخته گری و سرد شدن را حل کنند., ایجاد یک ساختار تک فاز همگن تر.

در این فرآیند, ریخته گری تا دمای محلول گرم می شود, که در آن عناصر آلیاژی به طور کامل در ماتریس پایه حل می شوند.

پس از زمان نگهداری کافی, این قطعه به سرعت خاموش می شود تا عناصر محلول در محلول جامد فوق اشباع باقی بماند.

این خنک سازی سریع ضروری است, زیرا خنک شدن آهسته به عناصر محلول اجازه می دهد تا دوباره رسوب کنند و اثر مورد نظر درمان را تضعیف کنند.

عملیات حرارتی محلول به ویژه زمانی مهم است که خواص نهایی آلیاژ به ریزساختار کنترل شده بستگی داشته باشد تا به حالت ریختگی..

پیری

پیری, همچنین به عنوان شناخته شده است سخت شدن بارش یا سخت شدن سن, پس از تصفیه محلول در فولادهای زنگ نزن رسوب سخت و آلیاژهای مرتبط استفاده می شود.

هدف آن ایجاد استحکام و سختی بالا با تشکیل ریز است, ذرات فاز دوم به طور مساوی در داخل ماتریس آلیاژ توزیع شده اند.

در حین پیری, ریخته گری تا دمای قابل توجهی کمتر از دمای محلول گرم می شود و برای یک دوره کنترل شده نگهداری می شود..

در این مرحله, عناصر آلیاژی فوق اشباع به صورت ذرات بسیار ریز رسوب می کنند.

این ذرات مانع حرکت نابجایی می شوند, که دلیل اصلی افزایش استحکام و سختی است.

پیری روشی بسیار موثر برای تبدیل یک ریخته گری مقاوم در برابر خوردگی اما از نظر مکانیکی متوسط ​​به یک جزء مهندسی با استحکام بالا است..

تعادل بین دما, زمان, و اندازه رسوب بسیار مهم است: پیری ناکافی قدرت را توسعه نمی دهد, در حالی که پیری بیش از حد می تواند سختی اوج را کاهش دهد و مشخصات ویژگی مورد نظر را تغییر دهد.

عادی سازی

عادی سازی به طور گسترده ای برای ریخته گری فولاد کربن و فولاد کم آلیاژ.

این برای اصلاح ساختار دانه های ریخته گری طراحی شده است, تنش های باقیمانده را تسکین دهید, و بهبود خواص مکانیکی و همچنین ماشین کاری.

در یک چرخه عادی, ریخته گری بالاتر از دمای بحرانی بالا به ناحیه کاملا آستنیتی گرم می شود و سپس در هوا سرد می شود..

در مقایسه با خنک شدن کندتر که به طور طبیعی در پوسته سرامیکی یا پس از لرزش رخ می دهد, خنک کننده هوا ریزساختار ظریف و یکنواخت تری ایجاد می کند.

این پالایش به طور کلی قدرت را بهبود می بخشد, سختی, و ثبات ابعادی.

عادی سازی اغلب به عنوان یک درمان مرحله اول در یک چرخه چند مرحله ای استفاده می شود.

به عنوان مثال, ریخته گری ممکن است نرمال شده و سپس تعدیل شود, یا نرمال می شود و سپس خاموش و تلطیف می شود, بسته به تعادل مورد نظر از خواص.

سخت شدن

سخت شدن برای فولادهای ضد زنگ مارتنزیتی, فولاد کربن, فولاد آلیاژ, و فولادهای ابزار زمانی که سختی بالا و استحکام بالا مورد نیاز است.

ریخته گری تا دمای آستنیته گرم می شود, که در آن فولاد به طور کامل به آستنیت تبدیل می شود, و سپس به سرعت در روغن خاموش می شود, آب, محلول پلیمری, یا هوای اجباری, بسته به نوع آلیاژ و ضخامت بخش.

خاموش کردن سریع ساختار را به مارتنزیت تبدیل می کند, یک فاز سخت و ناپایدار.

این سختی بسیار بالایی ایجاد می کند, اما باعث شکنندگی و استرس داخلی قابل توجهی نیز می شود.

به همین دلیل, سخت شدن به خودی خود به ندرت مرحله نهایی است. معمولاً به دنبال آن تلطیف می شود تا ریخته گری در سرویس واقعی قابل استفاده باشد.

سخت شدن مسیری است که هنگام مقاومت در برابر سایش استفاده می شود, حفظ لبه, یا مقاومت استاتیکی بالا مهمتر از شکل پذیری یا شکل پذیری هستند.

معتدل کردن

تمپر کردن پس از سخت شدن انجام می شود و برای قابل استفاده کردن ریخته گری سخت شده ضروری است.

هدف از تلطیف کاهش شکنندگی ساختار مارتنزیتی خاموش شده با حفظ استحکام و سختی تا حد ممکن است..

ریخته گری سخت شده مجدداً تا دمای بسیار پایین تر از دمای بحرانی پایین تر گرم می شود,

معمولاً بسته به آلیاژ و ویژگی های هدف، در محدوده وسیعی قرار دارند, و سپس برای مدت معینی قبل از خنک شدن هوا نگه داشته می شود.

این فرآیند استرس داخلی را از بین می برد, ساختار مارتنزیتی را اصلاح می کند, و ترکیب نهایی قدرت را تولید می کند, سختی, و چقرمگی مورد نیاز برای استفاده.

معتدل کردن صرفاً یک مرحله اصلاحی نیست; بخشی از طراحی مجموعه اموال نهایی است.

یک ریخته‌گری سرمایه‌گذاری فولاد سخت شده بدون تمپر معمولاً برای کاربردهای مهندسی عملی بسیار شکننده است.

جدول خلاصه

عملیات حرارتی ریخته گری های سرمایه گذاری آلومینیوم

ریخته گری های سرمایه گذاری آلومینیوم بر مکانیزم متالورژیکی متفاوت از فولاد متکی هستند.

پاسخ عملیات حرارتی آنها در درجه اول بر اساس است تقویت محلول و سخت شدن رسوبی, به جای تبدیل مارتنزیتی.

به همین دلیل, ریخته گری آلومینیوم معمولاً در شرایطی مانند T4, T6, T61, و T51, که هر کدام نشان دهنده تعادل متفاوتی از قدرت است, شکل پذیری, و ثبات ابعادی.

T4 - محلول عملیات حرارتی

شرایط T4 با عملیات حرارتی محلول ریخته گری برای حل کردن عناصر آلیاژی کلیدی در ماتریس آلومینیوم ایجاد می شود., به دنبال آن آب خاموش می شود تا آنها را در محلول جامد فوق اشباع نگه دارد.

این حالت اغلب زمانی انتخاب می شود که شکل پذیری خوب و استحکام متوسط ​​مورد نیاز باشد.

هدف مهندسی:

• ارائه عملکرد مکانیکی متوسط
• حفظ شکل پذیری بهتر از شرایط کاملاً قدیمی
• یک نقطه شروع پایدار برای کارهای سرد بعدی یا پیری بیشتر ایجاد کنید

T4 اغلب زمانی استفاده می شود که ریخته گری همچنان در حال شکل گیری است یا زمانی که اولویت های طراحی بر روی حداکثر استحکام متمرکز نمی شوند..

T6 - محلول عملیات حرارتی و پیری مصنوعی

T6 پرکاربردترین و مهمترین شرایط عملیات حرارتی برای ریخته گری های سرمایه گذاری آلومینیوم است.

این شامل عملیات حرارتی محلول است, خاموشی, و سپس پیری مصنوعی در دمای بالا کنترل شده.

این مسیر به طور گسترده برای ریخته گری های سازه ای مشخص شده است زیرا قوی ترین تعادل استاندارد خواص مکانیکی را ارائه می دهد..

هدف مهندسی:

• قدرت را به حداکثر برسانید
• سختی را افزایش دهید
• یک سطح استاندارد عملکرد صنعتی برای ریخته گری های باربر ارائه کنید

برای بسیاری از آلیاژهای ریخته گری آلومینیوم, زمانی که عملکرد مکانیکی هدف اصلی است، شرایط مرجع T6 است.

T61 - محلول عملیات حرارتی و پیری مصنوعی کنترل شده

T61 نسخه اصلاح شده T6 است. به طور کلی یک بیماری در سنین بالا است, به این معنی که مقدار کمی از استحکام را در ازای رسانایی بهبود یافته و تعادل خاصیت کنترل شده‌تر قربانی می‌کند.

هدف مهندسی:

• اوج قدرت T6 را کمی کاهش دهید
• بهبود هدایت
• تعادل متفاوتی از ویژگی های خدماتی را ارائه دهید

T61 زمانی مفید است که عملکرد الکتریکی یا حرارتی بیش از حداکثرهای مکانیکی مطلق مهم باشد.

T51 - کاهش استرس از طریق پیری مصنوعی مستقیم

T51 زمانی استفاده می شود که ریخته گری به طور مصنوعی مستقیماً از حالت ریخته گری یا شرایط حرارتی تثبیت شده پیر شود., بدون درمان کامل محلول و توالی کوئنچ T6.

این شرایط استحکام کمتری نسبت به T6 ایجاد می کند, اما یک مزیت عمده در پایداری ابعادی ارائه می دهد.

هدف مهندسی:

• استرس پسماند را به حداقل برسانید
• سازگاری ابعادی را بهبود بخشید
• کاهش خطر اعوجاج در مجموعه های دقیق

T51 به ویژه برای ریخته گری هایی که ثبات هندسی مهم تر از حداکثر استحکام است، ارزشمند است.

ریخته گری سرمایه گذاری سوپرآلیاژهای پایه نیکل

ریخته‌گری‌های سرمایه‌گذاری مبتنی بر نیکل، مقوله عملکردی سخت‌تر را اشغال می‌کنند, به خصوص در هوافضا, قدرت, و سایر محیط های با دمای بالا.

درمان محلول برای یکنواختی ریزساختاری

در سوپرآلیاژهای ریختگی پایه نیکل, هدف مرحله درمان محلول کاهش ناهمگنی شیمیایی دندریتی است که از انجماد به ارث رسیده است.

ریزساختار پس از ریخته گری معمولاً از نظر شیمیایی غیر یکنواخت است, و درمان محلول به توزیع مجدد عناصر آلیاژی کمک می کند تا مواد به طور مداوم در سرویس پاسخ دهند.

این یک دلیل اصلی است که چرا چرخه حرارتی می تواند به شدت بر عملکرد خزش تأثیر بگذارد.

پیری برای رشد قدرت

پس از حل کردن, پیری ساختار رسوبی را تقویت می کند.

در سوپرآلیاژها, رابطه بین عملیات حرارتی و خواص خدماتی به خصوص به دلیل مقاومت در برابر خزش تنگ است, استحکام در دمای بالا, و پایداری طولانی مدت به شدت به چگونگی تکامل ساختار رسوب بستگی دارد.

به همین دلیل است که سوپرآلیاژهای پایه نیکل ریخته گری شده اغلب در اتمسفرهای کنترل شده یا خلاء عملیات حرارتی می شوند., بسته به حساسیت اکسیداسیون و الزامات کیفیت.

کنترل جو مهم است

عملیات حرارتی آلیاژ پایه نیکل ریخته گری ممکن است در اتمسفرهایی مانند گرمازا انجام شود, گرماگیر, هیدروژن خشک, آرگون خشک, یا خلاء.

این مهم است زیرا محیط عملیات حرارتی می تواند بر اکسیداسیون تأثیر بگذارد, وضعیت سطح, و رفتار اتمام پایین دست.

برای ریخته گری با ارزش بالا, کنترل جو بخشی از سیستم کیفیت است, نه فقط یک جزئیات کوره.

ریخته گری سرمایه گذاری مبتنی بر کبالت

ریخته گری های سرمایه گذاری مبتنی بر کبالت جایگاه متفاوت اما به همان اندازه مهم را اشغال می کنند.

آنها در مقاوم در برابر سایش استفاده می شوند, مقاوم در برابر خوردگی, و کاربردهای زیست پزشکی, و رفتار عملیات حرارتی آنها اغلب با تکامل کاربید مرتبط است, تثبیت ماتریس, و کنترل سختی.

مطالعات اخیر روی آلیاژهای مبتنی بر کبالت ریخته گری سرمایه گذاری نشان می دهد که عملیات حرارتی می تواند ریزساختار و سختی را به طور قابل توجهی تغییر دهد., از جمله با تغییر مورفولوژی و توزیع کاربیدها.

برای سوپرآلیاژهای مبتنی بر کبالت با کربن بالا, قرار گرفتن در معرض حرارتی می تواند یک شبکه کاربید بین دندریتی را در طول زمان و دما به اشکال دیگر کاربید تبدیل کند.,

به این معنی که برنامه عملیات حرارتی مستقیماً بر تعادل نهایی قدرت و پایداری تأثیر می گذارد.

به عبارت دیگر, ریخته گری های مبتنی بر کبالت صرفاً برای "تسکین استرس" عملیات حرارتی نمی شوند.; آنها برای مدیریت یک متالورژی بسیار خاص با کاربید تحت عملیات حرارتی قرار می گیرند.

4. جایی که عملیات حرارتی در جریان کاری ریخته گری سرمایه گذاری می شود

عملیات حرارتی معمولاً پس از جامد شدن قالب ریخته گری انجام می شود, از پوسته حذف شده است, و از دروازه و مواد سرمایه گذاری باقیمانده تمیز شد.

در بسیاری از گردش کارها, صاف کردن یا ماشینکاری درشت ممکن است قبل یا بعد از عملیات حرارتی بسته به حساسیت اعوجاج و رفتار آلیاژ رخ دهد..

توالی دقیق یک تصمیم فرآیند است, یک قانون جهانی نیست, زیرا هر آلیاژ به طور متفاوتی به قرار گرفتن در معرض حرارت و جابجایی مکانیکی واکنش نشان می دهد.

یک راه عملی برای تفکر در مورد جریان این است:

1. ایجاد الگو و پوسته
2. ریختن و انجماد
3. ناک اوت / حذف پوسته
4. تمیز کردن و حذف دروازه
5. عملیات حرارتی
6. صاف کردن, ماشینکاری, یا تکمیل نهایی
7. بازرسی و صدور گواهینامه

توالی برای اجتناب از تنش های به دام انداختن انتخاب شده است, اعوجاج غیر ضروری را سرکوب کنید, و حفظ مزایای ابعادی که در وهله اول باعث جذابیت ریخته گری سرمایه گذاری شده است.

5. متغیرهای کلیدی فرآیند که نتایج را کنترل می کنند

دما

دما تعیین می کند که آیا درمان صرفاً استرس را کاهش می دهد یا اساساً ساختار فاز و رفتار بارش را تغییر می دهد..

برای آلیاژهای مقاوم در برابر بارش, پنجره دما بسیار مهم است: خیلی کم, و تحول ناقص است; خیلی بالا, و ممکن است قطعه ریزساختار مورد نظر را از دست بدهد یا در نواحی آسیب پذیر دچار ذوب اولیه شود.

زمان

زمان نگه‌داشتن میزان تغییرات ناشی از انتشار را کنترل می‌کند.

در سوپرآلیاژهای پایه نیکل, برنامه درمان راه حل می تواند طولانی و گران باشد, اما برای حل کردن فازهای ارثی نامطلوب و همگن سازی ساختار ریختگی لازم است.

جو

اتمسفر کوره مهم است زیرا اکسیداسیون و آلودگی می تواند کیفیت سطح را کاهش دهد و تکمیل پایین دست را پیچیده کند..

عملیات حرارتی آلیاژ پایه نیکل ریخته گری ممکن است در اتمسفرهایی مانند گرمازا انجام شود, گرماگیر, هیدروژن خشک, آرگون خشک, یا خلاء, بسته به نیاز آلیاژ و کیفیت.

شدت را فرو نشاند

خاموش کردن فقط خنک کننده نیست; این یک مرحله "انجماد" ساختاری است.

سرعت خنک‌سازی تعیین می‌کند که آیا حالت محلول در دمای بالا به اندازه کافی حفظ می‌شود تا پیری بعدی به‌عنوان مورد نظر عمل کند یا خیر..

اگر خاموش کردن خیلی کند است, آلیاژ می تواند بخشی از پتانسیل تقویتی را که به تازگی توسعه داده است از دست بدهد.

فیکسچر و هندسه قطعه

ریخته گری های بزرگ یا جداره نازک به ویژه به اعوجاج در هنگام گرم کردن و خاموش کردن حساس هستند..

ترکیبی از گرادیان های حرارتی و تنش پسماند می تواند باعث ایجاد پیچ ​​و تاب شود, پیچ و تاب, یا رانش ابعادی, بنابراین نصب و چیدمان بار بخشی از طراحی عملیات حرارتی است.

6. مزایا, مبادلات, و خطرات مشترک

مزایای عملیات حرارتی واضح است: خواص مکانیکی قوی تر, ثبات ابعادی بهتر پس از کاهش استرس, یکنواختی ریزساختاری بهبود یافته است, و دستاوردهای عملکردی خاص آلیاژ مانند مقاومت در برابر خزش یا مقاومت در برابر سایش.

برای ریخته گری با پایه نیکل در دمای بالا, ارزش می تواند تعیین کننده باشد; برای ریخته گری آلومینیوم, اغلب کلاس استفاده نهایی قطعه را تعریف می کند.

مبادلات به همان اندازه واقعی هستند. عملیات حرارتی هزینه را افزایش می دهد, زمان, مصرف انرژی, و پیچیدگی فرآیند.

همچنین ریسک را معرفی می کند: تحریف, ترک خوردگی را خاموش کنید, تشکیل اکسید, پیری بیش از حد, زیر پیری, یا اگر یکنواختی دما ضعیف باشد، خاصیت پراکنده می شود.

به همین دلیل است که چرخه حرارتی باید به عنوان یک فرآیند تولید کنترل شده در نظر گرفته شود تا یک عملیات کوره عمومی..

به عبارت دیگر, عملیات حرارتی با ارزش است زیرا باعث بهبود بخش می شود, اما در صورتی که پنجره فرآیند رعایت نشود، می‌توان در آن ریخته‌گری خوب به خطر افتاد.

7. روندهای آینده

آینده عملیات حرارتی در ریخته گری سرمایه گذاری به سمت کنترل فرآیند سخت تر در حال حرکت است, چرخه های کوتاه تر, شبیه سازی بهتر, و عملکرد کوره با انرژی کارآمدتر.

برای ریخته گری با ارزش بالا, به خصوص سوپر آلیاژها, انگیزه قوی برای کوتاه کردن درمان‌های محلول طولانی چرخه گران قیمت بدون به خطر انداختن کیفیت ریزساختاری وجود دارد.

ادبیات سوپرآلیاژهای تک کریستالی و جامد شده جهت دار نشان می دهد که چرخه محلول می تواند طولانی و پرهزینه باشد., که انگیزه ای واضح برای طراحی بهینه عملیات حرارتی ایجاد می کند.

جهت دیگر ادغام قوی تر بین شبیه سازی ریخته گری و پردازش حرارتی است.

اگر تاریخ انجماد بهتر پیش بینی شود, برنامه عملیات حرارتی را می توان هوشمندانه تر انتخاب کرد, کاهش آزمون و خطا و کاهش خطر استرس پسماند یا اعوجاج.

این گام طبیعی بعدی برای ریخته گری سرمایه گذاری با قابلیت اطمینان بالا است.

8. نتیجه گیری

عملیات حرارتی یک عملیات ثانویه در ریخته گری سرمایه گذاری نیست; این یکی از فرآیندهایی است که تعیین می کند آیا ریخته گری به بخشی با کارایی بالا تبدیل می شود یا خیر.

در سیستم های آلومینیومی باعث تقویت بارش می شود, در سوپرآلیاژهای پایه نیکل، توارث انجماد را حذف می کند و از مقاومت خزشی پشتیبانی می کند, در آلیاژهای مبتنی بر کبالت، ریزساختار را تصفیه می کند, و در ریخته گری های فولادی تعادل خاصیت نهایی را برقرار می کند.

موضوع رایج این است که ریخته گری سرمایه گذاری به قطعه شکل می دهد, اما عملیات حرارتی به آن رفتار مهندسی قابل استفاده می دهد.

زمانی که چرخه حرارتی به خوبی طراحی شده باشد, نتیجه یک ریخته گری است که نه تنها شکلی نزدیک به شبکه دارد, اما همچنین آماده خدمات است.

زمانی که طراحی ضعیفی داشته باشد, این قطعه می‌تواند مزایایی را که ریخته‌گری سرمایه‌گذاری در نظر گرفته شده بود، از دست بدهد.

به همین دلیل است که عملیات حرارتی باید به عنوان یک تصمیم اصلی طراحی در نظر گرفته شود, یک فکر پایانی نیست.

 

سوالات متداول

آیا عملیات حرارتی همیشه برای ریخته گری های سرمایه گذاری مورد نیاز است؟?

خیر. برخی از ریخته گری ها در حالت ریخته گری استفاده می شوند, اما بسیاری از قطعات حیاتی برای رسیدن به استحکام لازم نیاز به عملیات حرارتی دارند, شکل پذیری, حالت استرس, یا عملکرد در دمای بالا.

چرا سوپرآلیاژهای ریخته گری به شدت به عملیات حرارتی وابسته هستند؟?

زیرا ساختار سوپرآلیاژ ریخته‌گری شده حاوی ناهمگنی شیمیایی دندریتی و فازهای به ارث رسیده از انجماد است..

عملیات حرارتی محلول و پیری برای اصلاح و بهینه سازی آن ریزساختار استفاده می شود.

آیا عملیات حرارتی ابعاد را تغییر می دهد؟?

بله. عملیات حرارتی می تواند استرس باقیمانده را کاهش داده یا مجدداً توزیع کند, و همچنین می تواند باعث ایجاد اعوجاج در چرخه حرارتی شود, ثابت کردن, یا کوئنچ به درستی کنترل نمی شود.

چرا جو کوره مهم است?

زیرا اتمسفر بر اکسیداسیون و وضعیت سطح در هنگام گرم شدن تأثیر می گذارد.

برای آلیاژهای ریختگی پایه نیکل, ASM خاطرنشان می کند که اتمسفرهای خلاء و گاز محافظ معمولاً برای بازپخت یا تصفیه محلول استفاده می شود..

مزیت اصلی عملیات حرارتی در ریخته گری های سرمایه گذاری آلومینیوم چیست؟?

مزیت اصلی تقویت بارش است: آلیاژ گرم می شود, خاموش شد, و پیر می شود بنابراین استحکام و سختی بسیار بالاتری نسبت به حالت ریخته گری پیدا می کند.