近期，中国钢研科技集团有限公司（简称“中国钢研”）成功研制出我国首台超大型热等静压装备HIPEX1850，这一重大突破吸引了广泛瞩目。据公开资料显示，该设备不仅是国内尺寸最大、世界排名第二的热等静压装备，更被广泛应用于航空航天等关键领域的核心零部件加工。这一里程碑式的成就，不仅彰显了我国在热等静压装备研制技术上的卓越实力，更标志着我们在设备尺寸、加工参数、模块化设计、智能化控制以及设备稳定性等多个方面均已站在了世界前沿。

热等静压技术，作为一种在高精尖领域不可或缺的“大国重器”
其原理在于将粉体材料精心装入特制包套中，借助惰性气体（通常为氮气或氩气）作为压力传输介质，向包套四周均匀施加压力。同时，通过高温环境，促使粉体实现致密化。在高温高压的协同作用下，包套内的粉体不仅致密化，同时完成成形，最终产出近终形制件。此工艺实现了一次性完成粉体致密化和成形的制造奇迹，且仅需少量机加工即可得到最终产品。值得一提的是，该技术在制造复杂形状部件方面展现出了独特优势，显著提高了材料利用率，从传统的20%-30%提升至80%以上。热等静压设备则是由高压容器、加热炉、压缩机、真空泵、储气罐、冷却系统以及计算机控制系统等精密组件构成，其中高压容器堪称整个设备的核心。

典型热等静压系统的运作示意图
在热等静压的高温高压环境中，粉体经历大变形过程，实现致密化，这一过程涉及复杂的热-力耦合。其致密化机理可概括为以下三个阶段：

首先，粉体在封装时经过振实处理，达到较高的松装密度，此时粉体颗粒间呈点接触状态。随着热等静压加压，粉体在包套驱动下发生移动和翻转，小尺寸粉体填充大尺寸粉体颗粒间隙，显著提高致密度。

其次，当压力超过粉体屈服强度时，粉体发生变形。通过提高热等静压机内的压力或温度，可以推动这一变形过程。在此过程中，粉体受到的压力超越其临界剪切应力，部分粉体变形并挤入相邻孔隙，进一步密实粉体。

最后，经过大变形后，粉体密度接近理论密度，但仍有部分残存气孔呈圆形分布于基体中。此时，原子扩散作用增强，孔洞附近的原子通过缓慢扩散与蠕变进入残余孔隙，进一步提高致密度。

需强调的是，这三种致密化过程并非严格按时序展开，而是相互交织、共同作用。由于热等静压过程中粉末受到的是全方位静压力，因此，最终成形的产品具有高致密度、均匀组织特性以及无明显各向异性等特点。

热等静压技术的工艺流程及主要应用领域

热等静压技术，作为一种近净成形方法，在制造高性能复杂结构部件方面展现出诸多优势。然而，该技术的发展仍面临挑战，尤其是复杂结构部件的包套设计与制备。由于复杂零件的包套制作成本高昂且耗时，这在一定程度上制约了技术的进一步推广。

过去，找到适合净形状部件的容器几何形状往往需要多次尝试和错误。因此，在成功之前可能需要制造多个原型包套。但随着计算机技术的飞速发展，它为包套设计提供了强有力的支持，从而在一定程度上解决了这一难题。

此外，不同成分的材料在热等静压工艺上存在差异，因此针对不同粉体原料的热等静压工艺参数需要独立研究。