新型镍基合金的基材和涂层都搞定了,可量产的坎儿又摆在眼前。车间里的锻造炉旁,林荞看着刚出来的一批锻件,眉头拧成了疙瘩,一半多的件儿要么有裂纹,要么晶粒不均匀,随手拿起一个递给张教授:“您看,传统工艺根本不行,成品率才60%,这么搞量产根本不现实,成本也扛不住。”
张教授摩挲着锻件上的细纹,叹了口气:“这合金里加了铼、钽这些元素,性质跟普通镍基合金差远了,传统锻造温度忽高忽低,一冷一热就容易裂,温度低了又锻不透,晶粒就乱了。”
旁边的锻造师傅老王也凑过来,一脸无奈:“林研究员,我们已经把火候控到最细了,可这料子太‘娇贵’,差个十来度就出问题,干了几十年锻造,从没遇过这么难搞的。”
陈阳拿着成品率统计单跑过来:“林姐,刚统计完,这批次50个件,合格的就31个,裂纹的12个,晶粒不均的7个,再这么下去,实验都供不上,更别说量产了。”
林荞捏着统计单,心里清楚这是必须迈过去的坎:“光靠咱们自己摸索不行,得找专业的人,我这就联系材料加工领域的李松涛教授,他是等温锻造的专家,让他来给咱们把把脉。”
当天下午,李松涛教授就赶到了研发车间,林荞带着他从熔炼炉看到锻造台,把合金的成分、现有工艺和遇到的问题一一说明:“李教授,我们这合金加了3%铼、2%钽,现在用传统的高温锻造,温度控制在1200℃左右,可成品率太低,您看问题到底出在哪?”
李教授拿起一块不合格的锻件,对着光线看了看裂纹走向,又摸了摸晶粒不均的部位:“问题很明显,传统锻造温度太高,而且降温太快,这合金含的稀有元素多,热膨胀系数变化大,骤冷骤热就会产生内应力,裂纹就来了,晶粒也来不及均匀生长。”
张教授连忙问:“那您看该怎么调?温度降下来的话,锻件能成型吗?”
“能,用等温锻造就行。”李教授指着锻造炉,“等温锻造就是把温度稳定在一个固定值,让合金在恒温下成型,内应力就小了,再配合分段冷却,晶粒能慢慢长均匀,裂纹自然就少了。”
林荞眼睛一亮:“那您觉得这个合金的等温锻造温度定在多少合适?”
李教授低头算了算,又翻了翻合金的热性能数据:“1100℃,这个温度刚好在合金的锻造温度区间里,既不会因为温度低锻不透,也不会因为温度高产生过大内应力,你们试试这个温度。”
事不宜迟,团队立刻按李教授的建议调整工艺,先把锻造炉的温度精准调到1100℃,恒温预热了两个小时,再把熔炼好的合金锭送进去。李教授守在炉旁,盯着温度显示屏:“温度一定要稳,上下误差不能超过5℃,这是等温锻造的关键。”
锻造师傅老王握着操作杆,手心都冒汗了:“李教授,我这就开锻,力度怎么把握?跟之前一样吗?”
“力度稍缓,匀速锻压。”李教授指导着,“恒温下合金的塑性好,不用猛力,慢慢压让它成型,这样内部组织才均匀。”
第一块锻件在1100℃恒温下锻压成型,接下来就是冷却环节,李教授摆手制止了老王直接水冷的动作:“不能直接水冷,分段冷却,先在800℃恒温放一小时,再降到500℃放两小时,最后自然冷却到室温。”