早期探索階段
20 世紀初,人們開始關注硅在鑄鐵中的作用,發現硅能提高鑄鐵的硬度和強度等性能。但當時對于高硅相鑄件的研究和應用還比較有限,主要集中在一些基礎的性能探索和小規模試驗上。
發展階段
成分與性能研究深入:20 世紀中葉到后期,隨著材料科學的發展,耐高溫鑄件廠家對高硅相鑄件的成分設計、組織與性能關系的研究不斷深入。研究發現,通過合理控制硅含量以及其他合金元素的配比,可以獲得具有良好耐磨性、耐腐蝕性和耐熱性的高硅相鑄件。例如,在一些高硅鑄鐵中加入鉻、鉬等元素,能進一步提高其耐蝕性能。
應用領域拓展:高硅相鑄件在一些特定領域開始得到應用。在化工行業,由于其良好的耐腐蝕性,被用于制造各種化工設備,如反應釜、管道、閥門等;在冶金行業,高硅相鑄件可用于制造一些耐熱、耐磨的部件,如柱塞泵鑄件高爐內襯、燒結臺車等。
現代發展階段
生產工藝改進:隨著鑄造技術的不斷進步,高硅相鑄件的生產工藝也得到了顯著改進。采用先進的熔煉技術,如中頻感應熔煉等,能夠更好地控制鐵液的成分和溫度,提高鑄件的質量穩定性;在造型工藝方面,精密鑄造、消失模鑄造等技術的應用,使得高硅相鑄件的尺寸精度和表面質量得到了大幅提高。
性能提升與創新:為了滿足更高的性能要求,研究人員不斷開發新的高硅相鑄造材料和工藝。例如,開發出了具有更高強度和韌性的高硅球墨鑄鐵,以及一些新型的高硅合金鑄鐵,它們在保持良好耐蝕性和耐磨性的同時,力學性能也有了顯著提升。此外,高硅相鑄件通過對鑄造過程中的凝固組織進行控制,還可以獲得一些特殊性能的高硅相鑄件,如具有定向凝固組織的高硅耐熱鑄件,其高溫性能得到了進一步優化。
應用領域不斷擴大:高硅相鑄件的應用領域持續拓展。在汽車工業中,高硅鋁合金鑄件被廣泛應用于發動機缸體、缸蓋等部件,以提高發動機的性能和燃油經濟性;在航空航天領域,一些高硅含量的金屬基復合材料鑄件也開始得到應用,用于制造一些關鍵的結構部件和熱防護部件。