K4169 的浇注温度 1440~1460℃：薄壁精铸件的充型与疏松权衡

K4169 是镍基等轴铸造高温合金，铬 17.00%~21.00%、镍 50.00%~55.00%、钼 2.80%~3.30%、铌 4.75%~5.50%、铝 0.30%~0.70%、钛 0.65%~1.15%、碳 0.02%~0.08%，熔化温度 1243~1359℃。铸态屈服强度 640 MPa 以上，铸态晶粒度 ASTM 0~2 级。

1440~1460℃ 这个浇注窗口

母合金在真空感应炉重熔，精炼温度 1500~1530℃，浇注温度 1440~1460℃。浇注温度高，熔体黏度低、充型能力强，薄壁与复杂内腔能充满；温度过高，晶粒粗化、缩孔与热裂倾向上升，铸件的致密度下降。薄壁件取上限，厚壁件取下限，同一铸件上壁厚差三倍以上时，浇注系统要按薄壁处设计，厚壁处靠冒口补缩。

疏松从哪来

铸件的疏松分两类：一类是凝固收缩补缩不足形成的宏观缩孔，集中在厚壁与热节；另一类是枝晶间微观疏松，分布在枝晶间与最后凝固的区域。宏观缩孔靠冒口与冷铁解决，微观疏松靠热等静压压合。铸态晶粒度 ASTM 0~2 级意味着晶粒粗，枝晶间距大，枝晶间的疏松也大，压合前的孔径与连通性决定压合效果。

1170℃ 热等静压

热等静压的典型参数是 1170℃、140 MPa、4 小时，温度取在固溶温度以下，避免 γ′ 回溶与晶粒长大。这个温度与压力组合能把封闭的微观疏松压合，与表面连通的孔压不合，只能靠补焊。压合后要做一次固溶与时效，把压合过程的组织变化拉回来；致密度用密度法与金相同时评，单看密度会把表层压合、内部未合漏掉。

四段热处理

低成本新制度是 1150℃ 保温 4 小时空冷，加 1095℃ 保温 2 小时空冷，加 955℃ 保温 1 小时空冷，加 720℃ 保温 8 小时，再以 56℃/h 冷至室温。四段的作用分别是：固溶、均匀化、γ″ 溶解与晶界调整、时效。955℃ 那一段是这支合金的特殊之处，它把 δ 相的形态调整到合适的尺寸，δ 相过多会让塑性下降。

补焊与 955℃ 那一段

型壳与浇注系统

精铸件的型壳要经受 1500℃ 以上的熔体冲刷，面层用锆砂或刚玉，背层用莫来石，层数与撒砂粒度按件厚定。型壳焙烧温度不够，残蜡与残碳在浇注时气化，铸件表面出现气孔与黑皮；焙烧温度过高，型壳强度下降，浇注时开裂跑火。浇注系统按顺序凝固设计，冒口放在热节，冷铁放在厚壁与薄壁的交界。

荧光与 X 射线的分工

荧光渗透查表面与近表面的裂纹、冷隔与折叠，X 射线查内部的缩孔、疏松与夹杂，两种方法互补，不能互相替代。荧光按 GB/T 9443 执行，渗透时间与显像时间按合金与表面状态调整；X 射线按 GB/T 5677 执行，焦点尺寸与透照几何影响缺陷的检出率，薄壁件用微焦点。

母合金的返回料

母合金锭的直径 75~90 mm、长度不小于 250 mm，返回料的比例按技术条件限制，比例过高时微量元素烧损与夹杂累积，铸件的性能分散度变大。每炉抽一炉做浮渣试验与成分全分析，浮渣超标说明熔体纯净度不够，浇注前要重新精炼。牌号按 GB/T 14992 的铸造高温合金体系归口。

精铸件的补焊在固溶态或时效态进行，焊材用同成分，焊后必须重走 955℃ 与 720℃ 两段，把焊缝的组织与母材拉齐。省掉 955℃ 那一段，焊缝热影响区的 δ 相形态与母材不一致，持久寿命差一截。补焊次数按技术条件限制，同一位置多次补焊，热影响区累积损伤，裂纹从这里起。