1. التلقيح وعلاج التعديل
تشير معالجة التلقيح إلى عملية إضافة كمية صغيرة من المواد الأخرى إلى المعدن المنصهر أثناء التصلب لتعزيز النواة وتثبيط النمو، وبالتالي تكرير الحبوب وتحسين البنية. تقليديا، تسمى إضافة إضافات إلى الحديد الزهر علاج التلقيح؛ وتسمى إضافة المواد المضافة إلى سبائك الصلب والألومنيوم بالمعالجة التعديلية. في جوهرها، يؤثر علاج التلقيح في المقام الأول على النواة، في حين يغير علاج التعديل آلية نمو البلورات (تثبيط النمو)، وبالتالي يؤثر على مورفولوجيا البلورات.
حاليا، هناك مجموعة واسعة من التطعيمات للحديد الزهر. يمكن للتطعيمات التي تحتوي على الباريوم والبزموت والعناصر الأرضية النادرة أن تبطئ تلاشي تأثير التلقيح. تشتمل طرق التلقيح (أي طريقة إضافة التلقيح) بشكل أساسي على التلقيح بالمغرفة، والتلقيح بالتيار، والتلقيح الفوري (تلقيح الكوب، والتلقيح بالسلك المحفور، وتلقيح التيار)، والتلقيح في -العفن. يمكن أن يمنع التلقيح الفوري والتلقيح في العفن-تلاشي التلقيح، ويتطلب كمية صغيرة من التلقيح، ويحقق تأثيرات تلقيح جيدة، مما يؤدي إلى تطبيقهما على نطاق واسع بشكل متزايد في إنتاج الحديد الزهر.
يتجه تطوير معالجة التعديل نحو-التكلفة المنخفضة، والكفاءة- العالية، وغير-التلويث، والتعديل المركب-المتعدد الوظائف. يخضع الفولاذ المصبوب إلى معالجة تعديلية باستخدام معدلات صناعة السبائك التي تحتوي على عناصر أرضية نادرة، والتي تعمل على تحسين الحبوب وفي نفس الوقت تنقية الفولاذ المنصهر. تم تعديل سبيكة ZL109 بمركب من Cu-P وAl-Ti-B، مما يؤدي إلى وجود-سيليكون أولي وسيليكون سهل الانصهار في بنيتها. يمكن لأملاح Sr تغيير طور السيليكون في سبائك الألومنيوم-السيليكون من الإبرة-مثل القضيب القصير-مثل (بطول أقل من 100 ميكرومتر) أو الأشكال الليفية المنحنية.
2. التبلور الديناميكي
إلى جانب علاجات التلقيح والتعديل لتنقية الحبوب وتحسين البنية المجهرية، فإن إخضاع المعدن المنصهر لمعالجة الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية أو التحريك الكهرومغناطيسي يمكن أن يحقق أيضًا هدف تكرير الحبوب وتحسين جودة الصب. يمكن للمعالجة بالموجات فوق الصوتية تحسين-البنية المصبوبة لسبائك المغنيسيوم AS41، مما يجعل مرحلة MgSi أكثر دقة وكروية، مع أحجام حبيبات تتراوح من 30% إلى 50% فقط من تلك التي لا تحتوي على معالجة بالموجات فوق الصوتية. في الوقت الحالي، تتجه تكنولوجيا تكرير الحبوب نحو الطرق المركبة، وتشكيل عمليات مجمعة مثل معالجة التلقيح المقترنة بالتحريك الكهرومغناطيسي. على سبيل المثال، عندما يتم تعريض الألومنيوم النقي إلى مجال مغناطيسي نابض بتيار مباشر مقترنًا بمعالجة التلقيح باستخدام 0.05% Al-5Ti-B، يكون حجم الحبوب الناتج أكثر دقة وموزعًا بشكل أكثر انتظامًا مقارنة بتطبيق المجال المغناطيسي النبضي بالتيار المباشر وحده.
3. التصلب الاتجاهي
التصلب الاتجاهي، المعروف أيضًا باسم التبلور الاتجاهي، هو طريقة عملية تمكن المعادن أو السبائك من تنمية بلورات بشكل مباشر داخل المصهور. تشمل الطرق الرئيسية للتصلب الاتجاهي طريقة القالب الطارد للحرارة، وطريقة تقليل الطاقة، وطريقة التصلب السريع، وطريقة تبريد المعدن السائل. يتم استخدام التصلب الاتجاهي بشكل أساسي لتحضير الحبيبات العمودية والبلورات المفردة وتم تطبيقه بنجاح في إنتاج الحبيبات العمودية القائمة على النيكل- وشفرات المحرك البلورية المفردة. تعمل الهياكل الحبيبية العمودية على التخلص من حدود الحبوب المستعرضة، في حين لا تحتوي البلورات المفردة على حدود حبيبية على الإطلاق، مما يعزز بشكل كبير قوة درجة الحرارة العالية-، ومقاومة الزحف، وخصائص التمزق-، وأداء التعب الحراري للشفرات.
تتشكل الشفرات البلورية المفردة الناتجة عن التصلب الاتجاهي من خلال نمو الانتقاء الحلزوني من البلورات المتعددة. سواء بالنسبة لنمو بلوري واحد أو هياكل نمو الحبوب العمودية، فإن<100>الاتجاه هو اتجاه النمو المفضل. ومن خلال سنوات من البحث والتطوير المكثف، أتقنت الصناعة التكنولوجيا الأساسية لشفرات المحرك البلورية المفردة، وكسرت الاحتكارات. تم تجميع بيانات وخبرة واسعة النطاق في مجالات مثل تقنية السيراميك الأساسية، وتقنية قوالب قشرة اكسيد الالمونيوم، واختيار البلورة الفردية وعمليات التصلب الاتجاهي، والتحكم في إعادة البلورة للشفرات البلورية المفردة، والتحكم في درجة حرارة الحرق، ومعلمات عملية الصب، ومعدل السحب، وتعديلات مسار العملية، وتحسينات القالب. أصبحت تقنية الصب الدقيق للشفرات البلورية المفردة المجوفة متطورة بشكل متزايد.
