СПОСОБ ОТЛИВКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА И СПОСОБ ОТЛИВКИ СПЕЦИАЛЬНОГО СПЛАВА НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ

1. Способ отливки металлического материала с образованием детали, включающий следующие стадии:
(a) заливку металлического материала в расплавленном виде в оболочковую форму; и
(b) быстрое погружение всей оболочковой формы в ванну, содержащую жидкий охлаждающий металл с низкой температурой плавления, так чтобы достичь, по существу, однородного переноса тепла от расплавленного материала в различных направлениях, таким образом обеспечивая затвердевание расплавленного материала с образованием детали и обеспечением у нее мелкозернистой равноосной зернистой структуры.
2. Способ по п.1, в котором оболочковую форму предварительно нагревают в вакууме или инертной атмосфере.
3. Способ по п.1, в котором оболочковая форма включает внутреннюю поверхность, содержащую агент-зародышеобразователь для улучшения формирования равноосной зернистой структуры.
4. Способ по п.3, в котором агент-зародышеобразователь содержит по меньшей мере один кобальтосодержащий оксид.
5. Способ по п.1, в котором ванна имеет массу, которая по меньшей мере в 4 раза превышает общую массу формы и отливаемого металла.
6. Способ по п.1, в котором скорость погружения определяют скоростью извлечения по меньшей мере 380 см (150 дюймов) в час.
7. Способ по п.1, в котором металлический материал при заливке его в форму находится при температуре, которая примерно на 50-100°C выше его температуры плавления.
8. Способ по п.1, в котором при заливке металлического материала в форму жидкий охлаждающий металл находится при температуре, которая примерно на 700-1400°C ниже температуры плавления металлического материала.
9. Способ по п.1, в котором расплавленный металлический материал при заливке в форму содержит диспергированные твердые частицы металлического материала, и эти твердые частицы составляют менее чем примерно 2% от общей массы металлического материала.
10. Способ по п.9, в котором твердые частицы внутри расплавленного материала получают, подвергая расплавленный материал по меньшей мере одному циклу затвердевания-плавления перед заливкой расплавленного материала в форму.
11. Способ по п.1, в котором в ванну погружают множество оболочковых форм для образования множества деталей, и оболочковые формы расположены в ванне таким образом, чтобы обеспечить максимальный перенос тепла от расплавленного материала в различных направлениях.
12. Способ по п.11, в котором оболочковые формы расположены в общем звездообразно относительно друг друга, чтобы обеспечить наибольшее расстояние между формами.
13. Способ по п.1, в котором металлический материал включает специальный сплав на основе никеля, кобальта, железа или их сочетаний.
14. Способ по п.13, в котором деталь представляет собой часть турбинного двигателя.
15. Способ по п.1, в котором металлический материал для детали включает группу элементов, в общем нереакционноспособных по отношению к кислороду, а также включает по меньшей мере один элемент, реакционноспособный по отношению к кислороду.
16. Способ по п.15, в котором металлический материал, подвергаемый отливке, производят посредством
получения первого слитка способом вакуумной плавки, при этом первый слиток содержит все элементы, реакционноспособные по отношению к кислороду, и по меньшей мере один основной элемент, выбранный из никеля, кобальта или железа;
получения второго слитка способом открытой плавки способом плавки в атмосфере инертного газа или способом вакуумной плавки, при этом второй слиток включает все в общем нереакционноспособные элементы;
соединения двух слитков друг с другом или помещения двух слитков рядом друг с другом для формирования загрузки для плавки; и
расплавления загрузки и заливки расплавленного материала в оболочковую форму.
17. Способ по п.16, в котором способ вакуумной плавки выбирают из группы, состоящей из вакуумной индукционной плавки, вакуумно-дугового переплава и дуговой плавки с нерасходуемыми электродами;
и способ открытой плавки выбирают из группы, состоящей из плавки на воздухе и аргонно-кислородного обезуглероживания.
18. Способ по п.16, в котором первый слиток содержит по меньшей мере один из следующих элементов: никель, кобальт или железо, и по меньшей мере один из следующих элементов: алюминий, титан, цирконий, гафний и редкоземельные металлы.
19. Способ отливки специального сплава на основе никеля с целью формирования детали турбинного двигателя, включающий следующие стадии:
(i) получение первого слитка способом вакуумной плавки, при этом первый слиток содержит никель и все входящие в специальный сплав элементы, которые являются реакционноспособными по отношению к кислороду; и
получение второго слитка посредством способа открытой плавки, плавки в атмосфере инертного газа или вакуумной плавки, при этом второй слиток содержит элементы специального сплава, которые в общем являются нереакционноспособными по отношению к кислороду;
(ii) соединение двух слитков друг с другом или помещение двух слитков рядом друг с другом с получением загрузки для отливки, расплавление загрузки и заливка расплавленного материала в оболочковую форму; и
(iii) быстрое погружение всей оболочковой формы в ванну, содержащую жидкий охлаждающий металл с низкой температурой плавления, так чтобы обеспечить, по существу, однородный перенос тепла от расплавленного материала в различных направлениях, таким образом обеспечивая затвердевание расплавленного материала с образованием детали и обеспечением у нее мелкозернистой равноосной зернистой структуры.
20. Способ по п.19, в котором оболочковая форма включает внутреннюю поверхность, содержащую агент-зародышеобразователь для улучшения образования равноосной зернистой структуры.