1. Zaszczepianie i leczenie modyfikacyjne
Zaszczepianie odnosi się do procesu dodawania niewielkiej ilości innych substancji do stopionego metalu podczas krzepnięcia, aby pobudzić zarodkowanie i zahamować wzrost, a tym samym rozdrobnić ziarna i poprawić strukturę. Tradycyjnie dodawanie dodatków do żeliwa nazywa się zabiegiem inokulacyjnym; dodawanie dodatków do staliwa i stopów aluminium nazywa się obróbką modyfikacyjną. Zasadniczo zabieg inokulacyjny wpływa przede wszystkim na zarodkowanie, podczas gdy zabieg modyfikacyjny zmienia mechanizm wzrostu kryształów (hamując wzrost), wpływając w ten sposób na morfologię kryształów.
Obecnie istnieje szeroka gama modyfikatorów do żeliwa. Modyfikatory zawierające bar, bizmut i pierwiastki ziem rzadkich mogą spowolnić zanikanie efektu zaszczepienia. Metody inokulacji (tj. metoda dodawania modyfikatora) obejmują głównie inokulację kadziową, inokulację strumieniową, inokulację natychmiastową ( inokulacja za pomocą kubka do nalewania, inokulacja drutem rdzeniowym, inokulacja strumieniowa) oraz inokulacja-w formie. Zaszczepienie natychmiastowe i zaszczepienie-w formie może zapobiec blaknięciu zaszczepienia, wymagać niewielkiej ilości modyfikatora i osiągnąć dobre efekty zaszczepiania, co prowadzi do ich coraz szerszego stosowania w produkcji żeliwa.
Trend rozwojowy w zakresie leczenia modyfikacyjnego zmierza w stronę niedrogiej,-wysokiej{1}}wydajnej, niezanieczyszczającej środowiska-i wielofunkcyjnej-modyfikacji kompozytowej. Staliwo poddawane jest obróbce modyfikacyjnej za pomocą modyfikatorów stopowych zawierających pierwiastki ziem rzadkich, które rozdrobniają ziarna, jednocześnie oczyszczając roztopioną stal. Stop ZL109, modyfikowany kompozytem Cu-P i Al-Ti-B, daje w swojej strukturze dobrze-rafinowany krzem pierwotny i krzem eutektyczny. Sole Sr mogą zmieniać fazę krzemową w stopach-krzemu z aluminium-igłową-na krótką pręt-(o długości poniżej 100 μm) lub zakrzywione formy włókniste.
2. Krystalizacja dynamiczna
Oprócz zabiegów inokulacji i modyfikacji w celu rozdrobnienia ziarna i poprawy mikrostruktury, poddawanie stopionego metalu obróbce wibracją ultradźwiękową lub mieszaniu elektromagnetycznemu może również osiągnąć cel, jakim jest rozdrobnienie ziaren i poprawa jakości odlewu. Obróbka ultradźwiękowa może udoskonalić-strukturę odlewu stopu magnezu AS41, powodując, że faza MgSi jest drobniejsza i sferoidyzowana, a wielkość ziaren wynosi jedynie 30% do 50% w stosunku do ziaren bez obróbki ultradźwiękowej. Obecnie technologia uszlachetniania ziarna zmierza w kierunku metod kombinowanych, tworząc procesy łączone, takie jak obróbka inokulacyjna połączona z mieszaniem elektromagnetycznym. Na przykład, gdy czyste aluminium poddaje się działaniu pulsacyjnego pola magnetycznego prądu stałego w połączeniu z inokulacją przy użyciu 0,05% Al-5Ti-B, powstałe ziarno jest jeszcze drobniejsze i bardziej równomiernie rozłożone w porównaniu z zastosowaniem samego pulsującego pola magnetycznego prądu stałego.
3. Zestalanie kierunkowe
Zestalanie kierunkowe, znane również jako krystalizacja kierunkowa, to metoda procesowa, która umożliwia metalom lub stopom kierunkowy wzrost kryształów w stopie. Główne metody krzepnięcia kierunkowego obejmują metodę formy egzotermicznej, metodę redukcji mocy, metodę szybkiego krzepnięcia i metodę chłodzenia ciekłym metalem. Zestalanie kierunkowe jest stosowane głównie do wytwarzania ziaren kolumnowych i monokryształów i zostało z powodzeniem zastosowane w produkcji ziaren kolumnowych na bazie niklu i łopatek silników z monokryształu-. Struktury ziaren kolumnowych eliminują poprzeczne granice ziaren, podczas gdy monokryształy nie mają w ogóle granic ziaren, co znacznie poprawia wytrzymałość ostrzy w wysokiej-temperaturze, odporność na pełzanie, właściwości-zrywania naprężeniowego i zmęczenie cieplne ostrzy.
Ostrza monokrystaliczne wytwarzane przez kierunkowe krzepnięcie powstają w wyniku spiralnego wzrostu selekcji z polikryształów. Niezależnie od tego, czy chodzi o wzrost monokryształów, czy struktury wzrostu ziaren kolumnowych,<100>kierunek jest preferowaną orientacją wzrostu. Przez lata intensywnych badań i rozwoju przemysł opanował podstawową technologię monokrystalicznych łopatek silników, przełamując monopole. Zgromadzono obszerne dane i doświadczenia w takich obszarach, jak technologia rdzeni ceramicznych, technologia form z powłoką korundu, selekcja monokryształów i procesy kierunkowego krzepnięcia, kontrola rekrystalizacji ostrzy monokrystalicznych, kontrola temperatury wypalania, parametry procesu zalewania, szybkość ciągnięcia, dostosowanie trasy procesu i ulepszenia form. Technologia precyzyjnego odlewania pustych ostrzy monokrystalicznych staje się coraz bardziej wyrafinowana.
