精密合金機(jī)械法細(xì)晶工藝包括振動法和攪拌法。振動法可以采用機(jī)械振動,電磁或超聲波振動等,而攪拌法采用鑄型旋轉(zhuǎn)振動,即周期性地改變鑄型的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度。精密合金機(jī)械法細(xì)晶工藝的原理是在高溫合金凝固時(shí),迫使枝晶折斷、破碎,成為結(jié)晶核心,增加形核數(shù)量,使晶粒數(shù)量增多,尺寸減小,達(dá)到細(xì)化晶粒的目的。
精密合金材料采用機(jī)械攪拌法,在合金凝固過程,通過攪拌,剪斷樹枝晶,產(chǎn)生許多形核中心,隨后形成均勻細(xì)小的晶粒。由于GX產(chǎn)品中有許多顯微疏松,采用熱等靜壓(HIP)處理使產(chǎn)品致密化,強(qiáng)度性能增加,分散度減小。鑄型攪動法細(xì)化晶粒效果只受鑄型攪動機(jī)械參數(shù)的影響。鑄型轉(zhuǎn)速越高,破碎枝晶能力越強(qiáng),晶粒細(xì)化效果越好,但n太高,型殼容易破裂。正反轉(zhuǎn)時(shí)間(正反)太長,晶粒長大時(shí)間長,晶粒變粗,而太短,破碎枝晶能力差,晶粒也變粗。正反換向時(shí)間(換向)應(yīng)越短越好,越短破碎枝晶的能力越強(qiáng)。
但機(jī)械驅(qū)動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換需要時(shí)間,換向不可能為零。總攪動時(shí)間(總)取決于澆注過熱度(T),T越大,所需總越長。通常合金液成為糊狀即可停止攪動,如果繼續(xù)攪動,鑄件將存在更多的縮孔和疏松。對于成分一定的高溫合金,只要鑄型攪動工藝參數(shù)合適,葉輪輪盤的晶粒度可達(dá)3~4級。如果同時(shí)控制葉片的凝固溫度梯度和凝固過程,可使葉片得到所需晶粒形態(tài)和晶粒尺寸。