试析基于嵌入式系统镍基合金的精密铸造工艺

王永

摘  要：在进行精密仪器铸造的过程中，相关人员可以采用嵌入式的子系统进行植被，在进行镍基合制备的过程中，还要对其进行物相组成与显微组织等测试，在对其进行测试之后，可以发现采用嵌入式方式制备的合金组织，其本身的密度非常均匀，在进行第二相测试的时候，没有非常明显的粗大情况，当室温发到600和200℃的时候，合金組织的抗拉强度分别的753MPa、759MPa，在进行腐蚀性能测试的过程中，可以发现其的常规精密铸造工艺在测试过程中出现了轻微的位移情况。

关键词：镍基合金;精密铸造;嵌入式系统;工艺控制

镍基合金本身是一种抗氧化和腐蚀性能都非常强的合金，其本身的强度非常高，其一般主要分为镍基高温合金、镍基精密合金、镍基形状记忆合金等几种类型。在我国很多领域镍基合金都得到了非常广泛的应用。在进行精密制造的过程中，相关人员经常会采用镍基合金进行制备，其在进行制备的过程中对镍基合金整体性能的要求非常高。镍基合金本身就有着工艺控制难度非常高的特点，在进行精密铸造的过程中，要加大对嵌入式系统应用的重视度。

1 基于嵌入式系统的工艺控制方案

在进行精密铸造的过程中，相关人员要加大对保压时间、浇筑温度保压压力等的重视，这些因素能够对镍基合金的制备造成影响。在进行镍基合金制精密铸造的过程中，相关人员要加大对镍基合金铸造影响因素的重视，对其的精密铸造工艺进行科学、合理的控制，加大对各项信息实时检测的重视，其铸造工艺的整体水平才能得到提升。

在对精密铸造工艺进行控制的过程中，采用的控制系统主要由真空烧结和冷压成型两种系统组成，其在对铸造工艺进行控制的过程中，相关人员主要是利用嵌入式的操作系统对相关的信息进行处理，并且在进行处理的过程中，数据可以在硬件平台和软件平台之间进行实时传输，一般情况下这些数据主要包括镍合金精密铸造过程中的各种实时状态参数。相关人员在进行铸造操作的过程中，可以采用触摸屏的方式进行实时监控操作，并且在进行监控的过程中，还可以对其铸造过程中，固态烧结环节进行实时的管理和控制。

2 试验材料与方法

2.1 试验材料

试验选用雾化制粉法制备Ni、Cr、Mo、Nb和V金属粉末，采用LS13320激光粒度仪进行粉末原料粒径分析，在QM-1SP4型行星式球磨机、QYF2型冷压成型机、HV-1700V型真空烧结炉中完成基于嵌入式系统的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金精密铸造试样制备;并采用DM2300型能量弥散X射线荧光分析仪进行化学成分分析。

2.2 试验方法

在进行镍基合金精密铸造的过程中，相关人员可以进行Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金试样制备，并且在进行制备的过程中，相关可以采用扫描电子显微镜对其的显微组织进行观察，在对其进行观察的过程中，相关人员采用的主要是EM3900型扫描电子显微镜和PG-15型金相显微镜，在对其进行物相组成分析的过程中，相关人员可以采用射线衍射仪，在进行靶材选择的时候，相关人员一般都会选择Cu靶，选择的扫描速度一般为3°/min，选择的扫描角度一般为80°-0°，在对其的力学性能进行测试的过程中，相关人员一般情况下采用的主要是电子万能试验机进行测试，在对其的断口进行观察的时候，采用的主要是扫描电子显微镜。

其显微组织采用PG-15型金相显微镜和EM3900型扫描电子显微镜进行观察。物相组成采用D8ADVANCE型X射线衍射仪进行分析，靶材选Cu靶、扫描角度0°～80°、扫描速度3°/min、加速电压40kV。力学性能采用CMT4000型电子万能试验机进行测试，测试温度为室温、200℃和600℃，并采用JSM6510型扫描电子显微镜进行断口观察。耐腐蚀性能采用CHI660E型电化学工作站进行测试，试验选用三电极体系（即甘汞电极作参比电极、铂黑电极作辅助电极、合金试样制备的电极作工作电极）;测试温度为室温、电解液为5wt%NaCl溶液、扫描速度为0.001V/s、扫描范围为-0.4～-0.9V，并采用JSM6510型扫描电镜进行电化学腐蚀形貌的观察;为了清除试样表面的氧化物，测试前先在-1.0V恒电位下极化3min。采用常规精密铸造工艺制备同样的试样。

3 试验结果及讨论

3.1 显微组织

经过以上试验以及精密铸造，最终获得的镍基合金没有特别明显的裂纹、孔洞等缺陷，而且通过观察显微组织，也可以发现其试样组织也较为致密、晶粒大小都比较均匀，而这很大的原因都是采用了嵌入式系统的精密铸造工艺，通过采用这种工艺手段，最终制备出Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金试样品，在实际进行精密铸造的阶段，各个参数都能得到有效的控制，尽量避免误差等问题的产生，很好的保证了镍基合金试样内部组织的致密性以及均匀性，进一步提高了精密铸造的质量。

3.2 力学性能

基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备出的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金，分别在室温、200℃和600℃的力学性能。室温、200℃和600℃抗拉强度分别为759、757、753MPa，伸长率分别为19.8%、23.4%、29.4%。由此可以看出，基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备得到的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金具有较佳的力学性能，且高温力学性能优异。这主要是因为合金的精密铸造工艺通过嵌入式系统进行控制，重要工艺参数得到了精确控制，试样的组织致密且均匀，无粗大的第二相，从而使得合金在拉伸过程中具有良好的力学性能，且能抵抗高温变形，具有较佳的高温力学性能。

3.3 耐腐蚀性能

采用常规精密铸造工艺以及基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备出的Ni-20Cr-8Mo-0.5Nb-0.5V镍基合金的极化曲线测试结果。与常规精密铸造工艺相比，基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备的镍基合金腐蚀电位明显正移，从-0.711V正移至-0.392V，正移了0.319V。众所周知，腐蚀电位愈正，材料的耐腐蚀性能越好;反之越差。由此，我们可以看出，基于嵌入式系统的精密铸造工艺，使镍基合金的耐腐蚀性能得到了显著提高。图8是采用常规精密铸造工艺以及基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备出的镍基合金试样电化学腐蚀后的表面形貌照片。从图可以看出，常规精密铸造工艺制备的镍基合金电化学腐蚀后表面出现较多粗大的蚀坑、合金腐蚀现象较为严重，而基于嵌入式系统的精密铸造工艺制备的合金表面仅有少量的蚀点，耐腐蚀性能得到提高。这与合金试样的极化曲线测试结果一致。

4 结论

综上所述，在进行精密铸造工作的过程中，采用嵌入式系统对镍基合金进行制备，其在进行制备的过程中能够制备出经理大小非常均匀，并且晶粒组织大小非常均匀的镍基合金，这种制备工艺本身的耐腐蚀性也非常好，在进行精密铸造工艺嵌入式施工的过程中，相关人员可以采用温室的方式进行精密铸造工艺制备，相比较于常规制备方法而言，嵌入式系统在进行制备的过程中，会导致镍基合金腐蚀电位出现偏移的情况。

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