1. Инокулација и модификациони третман
Инокулациони третман се односи на процес додавања мале количине других супстанци у растопљени метал током очвршћавања да би се промовисала нуклеација и инхибирао раст, чиме се рафинишу зрна и побољшава структура. Конвенционално, додавање адитива у ливено гвожђе назива се инокулациони третман; додавање адитива ливеном челику и легурама алуминијума назива се модификациони третман. У суштини, инокулациони третман првенствено утиче на нуклеацију, док модификациони третман мења механизам раста кристала (инхибира раст), чиме утиче на морфологију кристала.
Тренутно постоји велики избор инокуланата за ливено гвожђе. Инокуланти који садрже баријум, бизмут и елементе ретких земаља могу успорити бледење ефекта инокулације. Методе инокулације (тј. метод додавања инокуланта) углавном обухватају инокулацију у ливади, инокулацију у струји, тренутну инокулацију (инокулација у чаши за изливање, инокулација са језгром, инокулација у струји) и инокулација у-у калупу. Тренутна инокулација и инокулација у-буџет могу спречити бледење инокулације, захтевају малу количину инокулације и постижу добре ефекте инокулације, што доводи до њихове све шире примене у производњи ливеног гвожђа.
Тренд развоја модификационог третмана је према ниским-ценама, високој-ефикасности, незагађујућим-и више-функционалним композитним модификацијама. Ливени челик се подвргава модификационом третману коришћењем легирајућих модификатора који садрже елементе ретких земаља, који рафинишу зрна док истовремено пречишћавају истопљени челик. Легура ЗЛ109, модификована композитом Цу-П и Ал-Ти-Б, резултира добро-рафинисаним примарним силицијумом и еутектичким силицијумом у својој структури. Ср соли могу да промене фазу силицијума у алуминијумским-легурама силицијума од игличастих-као кратких штапића-(са дужином испод 100 μм) или закривљених влакнастих облика.
2. Динамичка кристализација
Поред третмана инокулације и модификације за пречишћавање зрна и побољшање микроструктуре, подвргавање растопљеног метала ултразвучном вибрацијском третману или електромагнетном мешању такође може постићи циљ рафинисања зрна и побољшања квалитета ливења. Ултразвучна обрада може да побољша као-ливену структуру легуре магнезијума АС41, чинећи фазу МгСи фином и сфероидизованом, са величином зрна од само 30% до 50% од оних без ултразвучног третмана. Тренутно, технологија пречишћавања зрна се креће ка комбинованим методама, формирајући комбиноване процесе као што је третман инокулације у комбинацији са електромагнетним мешањем. На пример, када се чисти алуминијум подвргне импулсном магнетном пољу једносмерне струје у комбинацији са третманом инокулације коришћењем 0,05% Ал-5Ти-Б, резултујућа величина зрна је још финија и равномерније распоређена у поређењу са применом само импулсног магнетног поља једносмерне струје.
3. Усмерено очвршћавање
Усмерено очвршћавање, такође познато као усмерена кристализација, је процесна метода која омогућава металима или легурама да расту кристале усмерено унутар растопа. Главне методе за усмерено очвршћавање укључују метод егзотермног калупа, метод смањења снаге, метод брзог очвршћавања и метод хлађења течним металом. Усмерено очвршћавање се првенствено користи за припрему стубастих зрна и монокристала и успешно је примењено у производњи стубастих зрна на бази никла- и лопатица мотора од једног кристала. Стубчасте структуре зрна елиминишу попречне границе зрна, док монокристали уопште немају границе зрна, значајно повећавајући чврстоћу на високој-температурној чврстоћи, отпорност на пузање, својства ломљења напрезања- и перформансе лопатица на термички замор.
Једнокристалне оштрице произведене усмереним очвршћавањем се формирају кроз раст спиралне селекције из поликристала. Било да се ради о расту појединачних кристала или структурама раста зрна у стубовима,<100>правац је пожељна оријентација раста. Кроз године интензивног истраживања и развоја, индустрија је савладала основну технологију за лопатице мотора од једног кристала, разбијајући монополе. Обимни подаци и искуство су акумулирани у областима као што су технологија керамичког језгра, технологија калупа за корундску шкољку, избор монокристала и процеси усмереног очвршћавања, контрола рекристализације за сечива од монокристалних сечива, контрола температуре печења, параметри процеса изливања, брзина повлачења, прилагођавање руте процеса и побољшања калупа. Технологија прецизног ливења за шупље монокристалне оштрице постаје све софистициранија.
