张 勇，张国庆，李 周，袁 华，许文勇

(中航工业北京航空材料研究院先进高温结构材料国防科技重点实验室，北京100095)

1 前言

喷射成形(Spray Forming)把液态金属雾化(快速凝固)和雾化熔滴的沉积(动态致密化)结合在一步冶金操作中完成[1]，不但消除了宏观偏析和粗大晶粒，而且降低了生产成本，特别适于制备易偏析的高合金化材料，如高温合金、工模具钢、金属基复合材料等[2]，因此，在航空航天、舰船，以及加工制造领域中具有广阔的应用前景。然而，虽然喷射成形有以上众多优点，但也带来一些疏松、热裂等冶金缺陷。在喷射成形过程中，由于受传热、冷却凝固等因素的影响，加上沉积坯散热不良，合金凝固区间大等因素，容易在坯体局部造成疏松、热裂，并且沉积坯尺寸越大，产生缺陷的倾向也越大，这些缺陷不仅影响材料的力学性能，还会降低材料利用率，给后续加工特别是产品的使用带来十分不利的影响。疏松和热裂是金属铸锭凝固过程中的常见问题[3]。在雾化沉积过程中，与防止铸锭缺陷的措施不同，由于沉积器的高速旋转和动态移动，很难通过保温或局部冷却等方式防止大尺寸沉积坯内部热裂与疏松等的出现。研究表明，喷射成形工模具钢沉积坯中“半固态区”冷却时局部收缩产生的热应力和补缩不充分是造成热裂和疏松的一个重要原因[4]。目前，国内外主要采用热等静压、锻轧或热挤压，甚至机加工等方式消除沉积坯内的疏松、气孔等冶金缺陷。……