高性能合金材料如高溫合金、耐蝕合金、特殊鋼、功能合金等對(duì)材料的性能有著苛刻的使用要求。比如航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫合金Inconel 718材料在使用過程中不僅要求材料的疲勞性能蠕變性能，還要求材料在長(zhǎng)期使用過程中受外部載荷后的變形恢復(fù)精度高以及材料的長(zhǎng)期衰減性小。耐蝕合金需要材料能夠具有低的腐蝕速率。特殊鋼需要諸如耐冷熱磨損、紅硬性長(zhǎng)期穩(wěn)定、耐環(huán)境載荷變化、疲勞性能高、材料耐性能衰減等。功能合金要求材料的各項(xiàng)物理指標(biāo)如磁性能更加靈敏準(zhǔn)確。為此對(duì)合金生產(chǎn)商提出了高的技術(shù)挑戰(zhàn)。金納公司通過多年生產(chǎn)及研發(fā)實(shí)踐，提出合金微觀結(jié)構(gòu)控制理論并在生產(chǎn)工藝中得以運(yùn)用，已可批量生產(chǎn)滿足上述高端要求的合金材料。

材料的微觀結(jié)構(gòu)決定了材料的宏觀性能

通過規(guī)模生產(chǎn)工藝研究，我們發(fā)現(xiàn)合金材料宏觀性能是由合金材料微觀結(jié)構(gòu)決定的。不同的疲勞壽命、蠕變值、腐蝕速率、形變恢復(fù)性、磁性能、強(qiáng)度衰減、耐磨性及使用壽命合金，具有不同的合金微觀結(jié)構(gòu)相，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1、液態(tài)合金相與合金金屬鍵結(jié)構(gòu)

熔化的合金熔體在不同的環(huán)境條件下具有不同的相結(jié)構(gòu)，其不同的相結(jié)構(gòu)具有遺傳性且遺傳程度不同。合金金屬鍵的強(qiáng)弱及合金原子團(tuán)間的金屬鍵數(shù)量是影響金屬性能的重要原因。金屬原子團(tuán)具有穩(wěn)定的能壁壘和體積穩(wěn)定性，因此合金結(jié)構(gòu)具有跳躍性。我們通過特殊的技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)合金結(jié)構(gòu)微觀組合。

2、夾雜物尺寸與數(shù)量

夾雜物數(shù)量和大尺寸夾雜物統(tǒng)計(jì)分布是影響合金綜合性能的關(guān)鍵因素。我們通過特殊技術(shù)不僅能夠降低夾雜物數(shù)量減小夾雜物尺寸及分布。通過復(fù)雜工藝能夠?qū)崿F(xiàn)極低氧含量比如5ppm以下等，夾雜物尺寸降到10μm以下等。

3、凝固結(jié)晶組織結(jié)構(gòu)

合金在液態(tài)凝固成固態(tài)的相變過程中，合金元素的偏析、組織結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)及晶粒尺寸形貌、碳化物、沉淀相等微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生大的變化，合金材料的結(jié)構(gòu)與性能由此形成并穩(wěn)固很難再通過后序工藝發(fā)生大的改變。我們通過特殊的凝固技術(shù)控制合金微觀組織結(jié)構(gòu)向理想目標(biāo)靠近。

4、合金固態(tài)變形的組織結(jié)構(gòu)

合金固態(tài)冷熱變形影響材料組織結(jié)構(gòu)，尤其是熱鍛變形影響大。我們發(fā)現(xiàn)金屬合金的熱鍛造工藝工序類似揉面醒面能形成面筋一樣，恰當(dāng)而足夠的熱鍛造會(huì)形成金屬面筋，對(duì)合金材料的性能具有重要的影響。

5、熱處理相變

眾所周知熱處理是改變合金材料微觀組織結(jié)構(gòu)的重要方法。我們發(fā)現(xiàn)熱處理工藝不僅是溫度時(shí)間控制，還需要注重批量生產(chǎn)中材料裝爐的熱均勻控制。

6、熔煉與重熔是改變合金微觀結(jié)構(gòu)的重要環(huán)節(jié)

批量生產(chǎn)中熔煉與重熔工序是形成合金材料綜合高性能的基礎(chǔ)。我們通過多項(xiàng)新技術(shù)在合金真空感應(yīng)熔煉工序和氣密電渣工序?qū)崿F(xiàn)合金基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)控制的目標(biāo)，并在后序工序進(jìn)一步完善。

7、實(shí)現(xiàn)材料微觀結(jié)構(gòu)的批量生產(chǎn)工藝

我們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中運(yùn)用以下新技術(shù)制造高性能合金材料：

（1）真空反應(yīng)強(qiáng)度精煉法藝

通過真空能量改變合金深層微觀結(jié)構(gòu)、突破常規(guī)合金性能極限的真空反應(yīng)強(qiáng)度精煉方法及其在制備鎳基鐵基合金熔煉中應(yīng)用，憑借“真空反應(yīng)強(qiáng)度精煉法”實(shí)現(xiàn)合金材料性能提升，從而滿足合金材料對(duì)使用壽命、變形恢復(fù)精度、性能衰減、耐蝕性、磁性等的苛刻要求。

（2）真空熔體熱處理精煉法

通過真空熔體熱處理技術(shù)達(dá)到合金元素中短程無序、均勻排列、金屬鍵強(qiáng)化、碳化物細(xì)化并分布均勻和液態(tài)合金組織相變優(yōu)化之目的。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品宏觀性能的提升。

（3）電渣氧化還原反應(yīng)工藝控制技術(shù)

通過電極化學(xué)成分與渣系成分配比，實(shí)現(xiàn)電渣過程氧原子濃度擴(kuò)散控制。實(shí)現(xiàn)電渣過程無增氧。

（4）真空制備電極與電渣重熔凝固雙控制技術(shù)

該技術(shù)實(shí)現(xiàn)液態(tài)金屬凝固過程組織細(xì)化、降低偏析和金相結(jié)構(gòu)優(yōu)化控制，使產(chǎn)品綜合使用性能提升。

（5）合金獨(dú)特配方技術(shù)

金納公司根據(jù)多年試驗(yàn)，所生產(chǎn)的產(chǎn)品不僅符合寬泛的不同材料標(biāo)準(zhǔn)，更具有公司獨(dú)特配方，實(shí)現(xiàn)主合金元素分配及微量元素重要調(diào)整，并兼顧所有熔煉工藝、冷熱加工和熱處理工序，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能優(yōu)化。