試析基于嵌入式系統(tǒng)鎳基合金的精密鑄造工藝

王永

摘? 要：在進行精密儀器鑄造的過程中，相關(guān)人員可以采用嵌入式的子系統(tǒng)進行植被，在進行鎳基合制備的過程中，還要對其進行物相組成與顯微組織等測試，在對其進行測試之后，可以發(fā)現(xiàn)采用嵌入式方式制備的合金組織，其本身的密度非常均勻，在進行第二相測試的時候，沒有非常明顯的粗大情況，當室溫發(fā)到600和200℃的時候，合金組織的抗拉強度分別的753MPa、759MPa，在進行腐蝕性能測試的過程中，可以發(fā)現(xiàn)其的常規(guī)精密鑄造工藝在測試過程中出現(xiàn)了輕微的位移情況。

關(guān)鍵詞：鎳基合金;精密鑄造;嵌入式系統(tǒng);工藝控制

鎳基合金本身是一種抗氧化和腐蝕性能都非常強的合金，其本身的強度非常高，其一般主要分為鎳基高溫合金、鎳基精密合金、鎳基形狀記憶合金等幾種類型。在我國很多領(lǐng)域鎳基合金都得到了非常廣泛的應用。在進行精密制造的過程中，相關(guān)人員經(jīng)常會采用鎳基合金進行制備，其在進行制備的過程中對鎳基合金整體性能的要求非常高。鎳基合金本身就有著工藝控制難度非常高的特點，在進行精密鑄造的過程中，要加大對嵌入式系統(tǒng)應用的重視度。

1 基于嵌入式系統(tǒng)的工藝控制方案

在進行精密鑄造的過程中，相關(guān)人員要加大對保壓時間、澆筑溫度保壓壓力等的重視，這些因素能夠?qū)︽嚮辖鸬闹苽湓斐捎绊?。在進行鎳基合金制精密鑄造的過程中，相關(guān)人員要加大對鎳基合金鑄造影響因素的重視，對其的精密鑄造工藝進行科學、合理的控制，加大對各項信息實時檢測的重視，其鑄造工藝的整體水平才能得到提升。

在對精密鑄造工藝進行控制的過程中，采用的控制系統(tǒng)主要由真空燒結(jié)和冷壓成型兩種系統(tǒng)組成，其在對鑄造工藝進行控制的過程中，相關(guān)人員主要是利用嵌入式的操作系統(tǒng)對相關(guān)的信息進行處理，并且在進行處理的過程中，數(shù)據(jù)可以在硬件平臺和軟件平臺之間進行實時傳輸，一般情況下這些數(shù)據(jù)主要包括鎳合金精密鑄造過程中的各種實時狀態(tài)參數(shù)。相關(guān)人員在進行鑄造操作的過程中，可以采用觸摸屏的方式進行實時監(jiān)控操作，并且在進行監(jiān)控的過程中，還可以對其鑄造過程中，固態(tài)燒結(jié)環(huán)節(jié)進行實時的管理和控制。

2 試驗材料與方法

2.1 試驗材料

試驗選用霧化制粉法制備Ni、Cr、Mo、Nb和V金屬粉末，采用LS13320激光粒度儀進行粉末原料粒徑分析，在QM-1SP4型行星式球磨機、QYF2型冷壓成型機、HV-1700V型真空燒結(jié)爐中完成基于嵌入式系統(tǒng)的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V鎳基合金精密鑄造試樣制備;并采用DM2300型能量彌散X射線熒光分析儀進行化學成分分析。

2.2 試驗方法

在進行鎳基合金精密鑄造的過程中，相關(guān)人員可以進行Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V鎳基合金試樣制備，并且在進行制備的過程中，相關(guān)可以采用掃描電子顯微鏡對其的顯微組織進行觀察，在對其進行觀察的過程中，相關(guān)人員采用的主要是EM3900型掃描電子顯微鏡和PG-15型金相顯微鏡，在對其進行物相組成分析的過程中，相關(guān)人員可以采用射線衍射儀，在進行靶材選擇的時候，相關(guān)人員一般都會選擇Cu靶，選擇的掃描速度一般為3°/min，選擇的掃描角度一般為80°-0°，在對其的力學性能進行測試的過程中，相關(guān)人員一般情況下采用的主要是電子萬能試驗機進行測試，在對其的斷口進行觀察的時候，采用的主要是掃描電子顯微鏡。

其顯微組織采用PG-15型金相顯微鏡和EM3900型掃描電子顯微鏡進行觀察。物相組成采用D8ADVANCE型X射線衍射儀進行分析，靶材選Cu靶、掃描角度0°～80°、掃描速度3°/min、加速電壓40kV。力學性能采用CMT4000型電子萬能試驗機進行測試，測試溫度為室溫、200℃和600℃，并采用JSM6510型掃描電子顯微鏡進行斷口觀察。耐腐蝕性能采用CHI660E型電化學工作站進行測試，試驗選用三電極體系（即甘汞電極作參比電極、鉑黑電極作輔助電極、合金試樣制備的電極作工作電極）;測試溫度為室溫、電解液為5wt%NaCl溶液、掃描速度為0.001V/s、掃描范圍為-0.4～-0.9V，并采用JSM6510型掃描電鏡進行電化學腐蝕形貌的觀察;為了清除試樣表面的氧化物，測試前先在-1.0V恒電位下極化3min。采用常規(guī)精密鑄造工藝制備同樣的試樣。

3 試驗結(jié)果及討論

3.1 顯微組織

經(jīng)過以上試驗以及精密鑄造，最終獲得的鎳基合金沒有特別明顯的裂紋、孔洞等缺陷，而且通過觀察顯微組織，也可以發(fā)現(xiàn)其試樣組織也較為致密、晶粒大小都比較均勻，而這很大的原因都是采用了嵌入式系統(tǒng)的精密鑄造工藝，通過采用這種工藝手段，最終制備出Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V鎳基合金試樣品，在實際進行精密鑄造的階段，各個參數(shù)都能得到有效的控制，盡量避免誤差等問題的產(chǎn)生，很好的保證了鎳基合金試樣內(nèi)部組織的致密性以及均勻性，進一步提高了精密鑄造的質(zhì)量。

3.2 力學性能

基于嵌入式系統(tǒng)的精密鑄造工藝制備出的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V鎳基合金，分別在室溫、200℃和600℃的力學性能。室溫、200℃和600℃抗拉強度分別為759、757、753MPa，伸長率分別為19.8%、23.4%、29.4%。由此可以看出，基于嵌入式系統(tǒng)的精密鑄造工藝制備得到的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V鎳基合金具有較佳的力學性能，且高溫力學性能優(yōu)異。這主要是因為合金的精密鑄造工藝通過嵌入式系統(tǒng)進行控制，重要工藝參數(shù)得到了精確控制，試樣的組織致密且均勻，無粗大的第二相，從而使得合金在拉伸過程中具有良好的力學性能，且能抵抗高溫變形，具有較佳的高溫力學性能。

3.3 耐腐蝕性能

采用常規(guī)精密鑄造工藝以及基于嵌入式系統(tǒng)的精密鑄造工藝制備出的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V鎳基合金的極化曲線測試結(jié)果。與常規(guī)精密鑄造工藝相比，基于嵌入式系統(tǒng)的精密鑄造工藝制備的鎳基合金腐蝕電位明顯正移，從-0.711V正移至-0.392V，正移了0.319V。眾所周知，腐蝕電位愈正，材料的耐腐蝕性能越好;反之越差。由此，我們可以看出，基于嵌入式系統(tǒng)的精密鑄造工藝，使鎳基合金的耐腐蝕性能得到了顯著提高。圖8是采用常規(guī)精密鑄造工藝以及基于嵌入式系統(tǒng)的精密鑄造工藝制備出的鎳基合金試樣電化學腐蝕后的表面形貌照片。從圖可以看出，常規(guī)精密鑄造工藝制備的鎳基合金電化學腐蝕后表面出現(xiàn)較多粗大的蝕坑、合金腐蝕現(xiàn)象較為嚴重，而基于嵌入式系統(tǒng)的精密鑄造工藝制備的合金表面僅有少量的蝕點，耐腐蝕性能得到提高。這與合金試樣的極化曲線測試結(jié)果一致。

4 結(jié)論

綜上所述，在進行精密鑄造工作的過程中，采用嵌入式系統(tǒng)對鎳基合金進行制備，其在進行制備的過程中能夠制備出經(jīng)理大小非常均勻，并且晶粒組織大小非常均勻的鎳基合金，這種制備工藝本身的耐腐蝕性也非常好，在進行精密鑄造工藝嵌入式施工的過程中，相關(guān)人員可以采用溫室的方式進行精密鑄造工藝制備，相比較于常規(guī)制備方法而言，嵌入式系統(tǒng)在進行制備的過程中，會導致鎳基合金腐蝕電位出現(xiàn)偏移的情況。

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