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热等静压设备由高压容器、加热炉、压缩机、真空泵、储气罐、冷却系统和计算机控制系统组成[1]，其中高压容器为整个设备的关键装置，图1-1为热等静压技术的工艺流程。热等静压技术在最初期因为设备整体成本较高，其发展一直较为缓慢，应用也仅集中在军工、核反应等几个领域。近年来，随着科技的不断进步，各领域对材料使用要求也越来越苛刻，热等静压技术在制备具有高密度、高纯度、高均匀性、高韧性等优良综合性能的材料方面占据优势，此技术已成为当今许多高性能材料生产中的一项实用技术，也是新材料开发不可缺少的一种新技术[2]。因此，近年来全球热等静压设备数量逐年增加，其研究领域也在不断变化。
图1-1 热等静压技术的工艺流程
1.1.2 热等静压技术的发展
1.1.2.1 国外热等静压设备的发展
1.1.2.2 国内热等静压机的发展
1.1.3 热等静压技术的主要应用领域
1.1.3.1 铸件的致密化处理
铸件的致密化处理主要应用于比较重要的场合，例如：航空领域应用的发动机，发电工业应用的汽轮机透平、涡轮等重要的零部件，飞机或民用的铝、钛结构件，汽车的重要零部件[7]，生物工程中人工关节的致密化处理等。热等静压在铸件致密化处理方面的应用研究开发较早，是热等静压应用较成熟和完善的领域。它在航空航天及其它重要的工作环境中的应用已被人们所认识，特别是以美国、俄罗斯等军事大国为代表，在军备竞赛中于航空、航天领域的普遍应用，也早已引起人们的关注，同时也促进了热等静压技术在该领域的应用和完善。目前，人们极力开发HIP在民用方面的市场，如发电、航海、汽车工业、生物工程等。
1.1.3.2 粉末冶金
为了获得均匀而细化的组织，减少材料损耗，减少后续机加工等，越来越多的粉末冶金制品采用热等静压工艺进行成型及致密化。如粉末冶金高速钢；不锈钢；粉末冶金高温合金，如飞机发动机涡轮盘；各种放射用靶材；汽车用粉末冶金零件；化工用泵、阀及多通道分配管等。粉末冶金(PM))JH HIP处理后的制品性能与冶炼、热加工常规工艺的制品相比具有一系列的优点：
（1）材料均匀性好，无偏析，力学性能、抗腐性能各向同性。同时各批材料的稳定性也好。
（2）采用PM—HIP工艺制得材料的晶粒比采用常规工艺加工的细，因此可以方便地使用超声波无损探伤进行检验。对使用在重要工程的全部制件可以进行100％的检测，故产品的可靠性高。
（3)由于可做成最终尺寸的制品，因此用料少。据统计，采用PM—HIP工艺制得的产品其价格比常规工艺制得的产品低20％以上。
（4）由于目前PM—HIP工艺中使用的模具已经可以用钢板焊接而成，其形状可以任意变化，部件的设计自由度较大[8]。由于可制作各种异型体及整体部件，减少了其焊接的数目，也提高了制品整体的可靠性。
1.1.3.3 热等静压连接和复合
连接和复合是热等静压的主要应用之一，采用热等静压连接两种不同的材料，可以是金属—金属、金属—非金属、非金属—非金属。它是近几年发展起来的，特别是在民用方面推广应用的一项较好的技术。近年来，一些国家，特别是美国等工业发达国家逐渐将其推广应用到许多工业领域。采用HIP工艺进行连接和复合的特点是：(1)对于相同或不同的材料，能产生很强的连接界面；(2)看不出界面，弥散均匀；(3)界面力学性能达到母材的性能，产生均匀的显微组织；(4)不需要熔化母材，连接温度一般为50％～70％熔点，同时不产生由母材熔化所引起的其它缺陷；(5)可处理几何形状复杂的零件。HIP连接技术在美国的应用很广泛，也具有很强的代表性。电子方面，如栅极；交通运输方面，如汽车发动机、飞机发动机、舰用核燃料；化工方面，如泵、阀过滤装置等；冶金方面，如轧辊等。采用HIP连接技术具有广阔的应用前景，应予以高度重视。