01. 什么是熱等靜壓？
一種提高材料質量的特殊熱處理工藝
熱等靜壓（Hot Isostatic Pressing，HIP）是一種對金屬或陶瓷材料的特殊熱處理工藝，是制備高性能材料的重要手段。該工藝技術可用于粉末冶金成型或對成型后的鑄件（鈦合金、高溫合金、鋁合金等疏松縮孔鑄件)進行致密化處理。經過熱等靜壓處理，材料的耐磨、耐腐蝕性以及機械性能會獲得極大的提升，疲勞壽命可增加10~100倍。
加工特點：
高溫 最高可達2000℃
高壓 最大可達200 MPa
等靜壓力 利用惰性氣體作為傳壓介質，相同的壓力從各個方向均勻作用于部件表面
主要應用材料體系：
高溫合金、鈦合金、鋁合金、銅合金、難熔金屬、硬質合金、不銹鋼、耐蝕合金，陶瓷、復合材料、電子材料、功能材料等。
02. 為什么使用熱等靜壓？
極大的提升材料機械性能，使其疲勞壽命增加10~100倍
任何材料制成的制品都有一定的使用壽命，不可能無限期的使用下去，造成材料失效的根本原因有兩種，一種是材料內部結構發(fā)生變化，即由于外界環(huán)境的干擾使材料的成分發(fā)生變化，新的成分無法達到合適的性能，材料隨即失效； 另一種更為常見的原因是，由于材料內部殘留雜質，微小裂紋，孔洞等，形成了性能突變點，我們稱之為材料缺陷，在材料工作狀態(tài)時，例如材料受到高溫循環(huán)和應力循環(huán)時，在性能突變的位置會產生應力集中效應，最終在該點產生疲勞擴散，使材料斷裂失效。 目前任何一種傳統(tǒng)成型方法，都無法直接消除材料內部殘留的缺陷，都需要進行后續(xù)的處理加工。
當然，在常規(guī)的工作環(huán)境中，不需要對材料的性能提出過高要求，在不影響材料使用的情況下，一些缺陷是允許存在的。 但是在某些特殊工作環(huán)境下，如飛機發(fā)動機、核反應堆、重型燃機、海底石油開采等情況下，材料需要承受極高的溫度，壓力，振幅或腐蝕性環(huán)境，此時對材料的性能要求也就極高，不僅需要有超高的強度，韌性，抗腐蝕性，還要有極高的穩(wěn)定性。此時，消除材料內部缺陷就變得尤為重要。
熱等靜壓作為一種特殊的金屬熱處理工藝，目前是最有效的消除材料內部缺陷的熱處理方法，也是使材料內部缺陷最少的材料成型方法。因此，熱等靜壓是世界范圍內，各領域重要關鍵零部件的例行加工步驟。
根據待加工產品的需求
可將熱等靜壓處理服務分為以下三類：
致密化處理
消除制品內部缺陷，達到理論密度
擴散連接
將兩種或多種金屬一體化
熱等靜壓粉末冶金
HIP粉末成型，高性能、低成本
致密化處理
消除材料及制品內部缺陷，達到理論密度
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材料服役過程中，材料內部殘留的孔隙和微小裂紋既是斷裂萌生點，也是磨損和腐蝕萌生點。在飛機發(fā)動機，核反應堆，重型燃機等復雜工作環(huán)境中，一旦材料發(fā)生斷裂失效，將造成極嚴重的后果。而經過熱等靜壓處理，材料內部組織結構發(fā)生致密化，孔隙和缺陷全部消失，形成了均勻致密的整體，極大提高材料的耐磨、耐腐蝕性，機械性能及疲勞強度。
在鑄造工藝中，由于材料冷卻時溫度擴散不均勻會產生內部疏松、偏析、縮孔、微裂紋等工藝固有缺陷，降低材料性能、使用壽命和穩(wěn)定性。同樣，在金屬注射成型和3D打印工藝中也存在著材料內部結構疏松，殘留部分缺陷的問題。
熱等靜壓致密化處理是指將鑄件、注射成型或3D打印制品等內部存在缺陷的產品，置于高溫環(huán)境下，通過惰性氣體作為傳力介質，對其施加各項等同的等靜壓力，迫使制品固態(tài)相下發(fā)生形變，原子層面上發(fā)生擴散，內部孔隙和微小裂紋消失，以消除材料內部斷裂萌生點（應力集中點），從而極大提升制品的整體性能。
·內部缺陷消除 – 消除縮松、縮孔、偏析
·大幅提升疲勞壽命 – 10~100倍
·提升延展性和斷裂韌性
·制品可達到理論密度
·耐磨，耐腐蝕性極大提高
·消除材料內部應力
在過往的50余年中，利用熱等靜壓技術對材料、特別是鑄件進行熱等靜壓處理是提升產品質量的重要工序。鋼研昊普在中國國內的致密化處理業(yè)務上一直處于行業(yè)領導者地位，在過去幾十年間持續(xù)為國內關鍵產品質量提供重要保障。 近年來，隨著人們對產品質量要求的整體提升，致密化處理業(yè)務逐漸擴展到了更多的應用范圍，各領域民用產品通過致密化處理讓產品質量獲得了全面提高。鋼研昊普秉持行業(yè)領導者的責任，擁有實力雄厚的加工能力和廣泛的加工范圍，致力于為全球客戶提供最前沿的技術保障和最值得信賴的服務質量。
擴散連接
將兩種或多種金屬材料一體化
工業(yè)制造中，工程師們通常將不同的材料粘接在一起以獲得最佳的材料性能組合，但常規(guī)的焊接方式往往無法實現或者效果不佳，尤其是對異形件或尺寸較大部件的連接。熱等靜壓可以通過高溫高壓的作用，將兩種或兩種以上的金屬材料或陶瓷材料之間實現固-固連接，固-粉連接，粉-粉連接，使多種材料整體化。與其他連接技術相比，兩種材料的交界處緊密結合，無缺陷，交界處性能與母材無差別。
·連接相同性能材料時，由于界面不產生液相，界面結合強度與母材相當，連接不同性能材料時界面可實現良好
的冶金結合，且性能不低于兩種材料中的較低者
｜可以連接接觸面具有復雜形狀的零件，并實現嚴格的尺寸控制
｜可在一道工序中連接多個同類或異類材料
｜可快速實現大面積的連接
｜可使采用常規(guī)焊接方法無法連接的脆性金屬，或熔點相差較大的金屬，實現固態(tài)連接
｜由于作用在零件上的等靜壓力高且均勻因此減少及消除了在連接區(qū)外側的微小氣孔或裂紋
｜無傳統(tǒng)焊接工藝中產生的焊縫、熱影響區(qū)、表面氣孔、夾雜、咬邊、裂縫等缺陷
由于不同金屬熱膨脹系數不同，受熱時會在交界面處產生位錯和內應力，影響連接效果。鋼研昊普工程師們近年來在擴散連接技術上取得了飛躍式的進步，開發(fā)出不同材料間的連接技術，將該技術應用到更多種類的材料上，如銅、不銹鋼、鎢合金、鈷基合金、鎳基合金、鉻、鉬等。
粉末冶金近終成形
熱等靜壓一次成型，高性能、低成本
熱等靜壓粉末冶金是指利用熱等靜壓工藝，將粉末狀原材料灌裝于特殊設計的包套中，在高溫高壓和等靜壓力作用下直接燒結成指定形狀的產品，建立在粉末冶金優(yōu)勢的基礎上，熱等靜壓技術可以使粉末狀材料固結成更加致密，性能更高的成品。
?設計靈活 - 設計成與最終制品幾乎相同的形狀，減少原料浪費，機加工程序，和運輸時間。
?晶粒細小均勻，具有各向同性的材料性能- 耐磨，耐腐蝕，機械性能提升，壽命超長。
?制備高溫合金材料 – 溫度達到熔點的0.8倍即可。
?內部均一致密 – 超聲波檢測無影響。
?不產生液相 - 最大程度減小偏析，提高材料耐腐蝕性。
?可以實現兩種不同金屬材料錠坯料的制備 - 雙金屬仍可進行后續(xù)的鍛造及擠壓等加工。
