Quintus QIH 122压机

通过消除材料内部的孔隙和缺陷，可以消除应力集中和裂纹萌生点，从而改善材料的性能。HIP主要能提升材料的疲劳强度、蠕变抗性、延展性和断裂韧性。此外，利用HIP消除内部缺陷还能减少材料性能的数据离散性，使材料性能更具可预测性，从而允许设计值提高和采用更小的截面。

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HIP在铸造部件中的广泛应用

HIP技术在铸造行业中得到了广泛应用，尤其是在对部件性能要求高或部件至关重要的应用场景中。由于涡轮发动机中的铸造部件对材料性能有极高要求，因此大多数涡轮发动机铸造部件都经过了HIP处理。例如，涡轮叶片和涡轮导向叶片等旋转部件，以及机匣和盘件等部件，都经过了HIP处理。

此外，HIP也常用于骨科关节置换植入物的铸造，以提高其抗疲劳性能，还用于高性能汽车零部件，如曲轴，甚至是发动机缸体。随着成本的降低和交货期的缩短，人们越来越多地考虑用HIP处理的铸造部件来替代锻件，尤其是对于大型部件而言。?点击此处探索Quintus新品QIH 200 URC®。

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铸件中的缺陷及其成因

对于铸造材料而言，由于两种不同的机制，会产生两种主要的内部孔隙类型。第一种是缩孔，这是由于在铸造过程中，熔融金属在冷却和凝固过程中会发生收缩而产生的。当熔体在模具中开始凝固时，材料会发生收缩，并且由于铸件已经部分凝固，没有足够的熔融金属来填补和充满所产生的空隙。这会在材料中形成类似撕裂的孔隙，这些孔隙通常形状为角状且不规则，内部表面粗糙。

图 2：HIP 处理材料和铸造材料的疲劳数据

图3展示了铸铝合金A206典型的力学性能数据。经过HIP处理后，材料的延伸率和极限抗拉强度均有所增加。与铸造材料相比，HIP处理后的屈服强度略有提高，但提高幅度不如极限抗拉强度和延伸率。

图 4：ERBO/1 SX 镍基超级合金的传统热处理工艺示意图（图片由Ruhr Universität Bochum提供）图5展示了所谓的集成热等静压热处理（IHT），在该过程中，均质化和析出硬化的热处理步骤是在现代QIH9热等静压设备中，通过全部热处理循环在高等静压力下完成的，该设备提供了快冷技术。

图 6：冷却速率对单晶材料 ERBO/1 的 γ/γ´ 显微结构的影响（图片由Ruhr Universität Bochum提供）

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IHT处理的效果与优势

在完成参数研究后，进行了IHT处理（见图5），从而获得了具有更精细γ/γ'微观结构的致密材料（见图7b），相比之下，通过传统热处理路径获得的γ/γ'微观结构如图7a所示。

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