CN112828250A - 制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于合金铸造领域，具体涉及制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造装置和方法。所述装置包括：二次加料系统，熔炼系统，浇注系统，铸模，环形磁场发生器，定向磁场发生器和舱体；所述铸模安放在环形磁场发生器和定向磁场发生器中心，通过两种磁场的作用在铸模内的未凝固液态金属中产生剪切流。所述方法是将熔化的液态金属凝固后直接得到晶粒细小、偏析程度低的合金铸锭，以及由此方法制备的具有低偏析程度的大尺寸跨尺度结构高温合金铸锭。

Description

制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造装置和方法

技术领域：

本发明属于合金铸造领域，具体涉及制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造装置和方法。

背景技术

传统重力铸造过程中，金属液进入铸型后，在铸型壁和金属液中心存在大的温度梯度，导致铸锭组织在宏观上形成表层细晶区、柱状晶区和中心等轴晶区三个区域，同时温度梯度驱动下的溶质再分配过程导致溶质原子在液态金属液固界面前沿不断富集，最终产生了铸锭的宏观偏析。

细化晶粒是以提升金属材料的强度、减轻或消除偏析来提升金属材料的塑性，这是材料学者们的研究热点。在细化晶粒过程中，人们通过控制金属凝固过程中的过冷度以增加金属液的形核率，在金属液中形成更多的初始晶核来增加晶粒数量以细化晶粒。以快速凝固为例，通过提高金属液的冷却速度一方面可以获得大的过冷度来增加形核率，使得金属组织明显细化，同时，由于金属液固界面迁移速度极快，溶质原子来不及再分配便被捕捉凝固，减轻了金属组织的偏析程度。常见的快速凝固方法有：气枪法、旋铸法、工作表面熔化与自淬火法和雾化法，这些方法一般适用于小块细晶金属或者大块金属表层组织的细化，并不能在大块金属的晶粒细化中得到应用([Kang C,Sakaguchi M,InoueH.Contribution of creep to strain evolution in a paraffin droplet during andafter rapid solidification on a metal substrate[J].Surface and CoatingsTechnology,2020:126145；Drozdenko D,Yamasaki M,Kristián Máthis,etal.Optimization of mechanical properties of dilute Mg-Zn-Y alloys prepared byrapid solidification[J].Materials&design,2019,181:107984；Bez H N,Pathak A K,Biswas A,et al.Giant enhancement of the magnetocaloric response in Ni-Co-Mn-Ti by rapid solidification[J].Acta Materialia,2019,173；C.D.Cao,X.Y.Lu,B.Wei.Peritectic solidification of highly undercooled Cu-Co alloy[J].Adv.Space Res.,1999,24:1251-1255])。此外，向金属液中添加孕育剂或变质剂也是细化晶粒的重要方法，例如在铝合金中通常添加Al-Ti-B来细化([Wang,Jun Z.Research on aNew Type Grain Refiner Refining±-Al by Adding Molten State and Diluted Al-Ti-B-RE Master Alloy[J].Advanced Materials Research,2012,535-537:915-918.])，但往往对变质剂的要求很高，只有在金属液中稳定存在、细小、弥散的变质剂才能有效细化晶粒，否则会恶化材料性能。近年来，通过外加物理场，如电场、磁场、超声波等物理场来改善凝固组织，但均存在不同程度的局限性。如对金属液施加超声振动，只有其距离振动源很近的位置产生了晶粒细化效果，而对远的位置处作用效果较差([Puga H,Costa S,BarbosaJ,et al.Influence of ultrasonic melt treatment on microstructure andmechanical properties of AlSi9Cu3 alloy[J].Journal of Materials ProcessingTechnology,2011,211(11):1729-1735.])。通过对固态金属进行大塑性变形如等通道转角挤压法(ECAP)是目前制备研究纳米晶材料的热点方法，但该方法要求固态金属通过一个尺寸很小的等通道转角，这严重限制了金属材料的形状和尺寸，虽然可以极大细化金属组织，但是没有大规模应用的前景。

对于合金来说，大幅减轻合金铸锭宏观偏析来减少经典偏析产物以改善其的开坯及热加工性能。降低铸锭组织偏析度的传统思路是：追求快的冷却速度或者减轻金属的合金化程度，通过这种方法来影响合金元素在凝固过程中的溶质再分配过程或减轻凝固过程中的成分过冷度来减缓合金元素的输运速度，从而降低铸锭组织的偏析度。这种传统思路很难获得大块组织均匀的合金铸锭或因合金元素的减少而降低合金性能。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造装置和方法。所述装置用于制备细化晶粒、偏析程度低的中高合金化金属铸造材料；所述方法是将熔化的液态金属凝固后直接得到晶粒细小、偏析程度低的合金铸锭，以及由此方法制备的具有低偏析程度的大尺寸跨尺度结构高温合金铸锭。

本发明根据前期研究，剪切流或非对称流能使金液滴从几十微米破碎到亚微米。强的混合作用和熔体调节可能分散团簇和细化任何潜在的形核质点。此外，根据晶粒长大理论，剪切流能影响纳米尺度上的颗粒形态([Chen M,Ji X,Xu X,et al.The effect ofthe shear flow on particle growth in the undercooled melt[J].Journal ofCrystal Growth,2014,401(sep.1):116-119.])。这为细化晶粒、减轻偏析，改善金属材料组织性能提供了新的思路。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造装置，所述装置包括：

二次加料系统，用于容纳中间合金和/或易挥发金属并给熔炼系统进行二次加料；

熔炼系统，用于熔融待铸造金属；

浇注系统，用于将熔炼系统中的金属熔体浇注到铸模(也称铸型)中；

铸模，用于金属熔体凝固成型；

环形磁场发生器，用于在金属熔体中产生沿切向的环形剪切力；

定向磁场发生器，用于在金属熔体中提供沿径向的定向剪切力；和

舱体，用于集成所述二次加料系统、熔炼系统、浇注系统、铸模、环形磁场发生器和定向磁场发生器；

所述铸模安放在环形磁场发生器和定向磁场发生器中心，通过两种磁场的作用在铸模内的未凝固液态金属中产生剪切流。

进一步地，所述舱体可为合金熔炼和凝固过程提供0.01～100Pa的真空度，也可以通过向舱体中充注保护惰性气体实现可控气氛熔炼和凝固。

进一步地，所述熔炼系统采用电磁感应熔炼。

进一步地，所述环形磁场发生器和定向磁场发生器同时工作或(按照需要)交替工作。

进一步地，所述环形磁场发生器产生的磁场强度范围为0.1～10T。

进一步地，所述定向磁场发生器产生的磁场强度范围为0.1～10T。

进一步地，所述环形磁场发生器和定向磁场发生器同时工作时，所述环形磁场发生器产生的磁场强度和定向磁场发生器产生的磁场强度相同或不同；分别根据径向剪切力和切向剪切力的要求调节。

进一步地，所述铸模周围填充耐火保温材料。

本发明的另一目的在于提供一种制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造的方法，所述方法包括如下步骤：

S1，烘干：将金属原料清洗后放于烘干炉中400℃烘干1～3小时，以除去所述金属原料中的水蒸气；

S2，合金化金属：采用熔炼系统和二次加料系统将所述金属原料合金化，最终得到金属熔体；具体为：

S2.1将烘干后的金属原料中除中间合金和/或易挥发金属之外的金属置于熔炼系统(的坩埚)中；熔炼系统中，电磁感应熔炼在坩埚的中心位置磁感线最密集，可将难熔金属置于在坩埚中部，使其受到的加热效果最好，也更容易融化；

S2.2中间合金和/或易挥发金属放到二次加料系统(的料斗)中；

S2.3安放好铸模；

S2.4在指定熔融环境条件下，将金属原料加热熔化后保温；

S2.5在指定二次加料环境条件下，通过所述二次加料系统将所述中间合金和/或易挥发金属加入，降低功率进行二次加料再升功率均匀合金化，最终得到金属熔体；二次加料是在熔炼过程中，易挥发的合金元素选择在熔炼后期加入金属液中以减少在熔炼周期内的烧损量；

S3浇铸：在指定浇铸环境条件下，将保温后的金属熔体浇铸到经预热的铸模中；

S4冷却凝固：启动环形磁场发生器和定向磁场发生器，在所述金属熔体中产生磁力剪切，金属熔体在剪切力作用下逐渐冷却凝固，最终得到细小晶粒、偏析程度低的合金。

进一步地，S2.4中所述指定熔融环境为：按照熔炼过程中的气氛要求，将舱体抽真空，令舱体真空度为0.01～100Pa。

进一步地，S2.5中所述指定二次加料环境为：按照熔炼过程中的气氛要求，将舱体抽真空，令舱体真空度为0.01～100Pa；或采用惰性气体气氛保护。

进一步地，S3中所述指定浇铸环境为：舱体真空度为0.01～100Pa或惰性气体气氛保护。

进一步地，所述舱体的真空度也可按实际合金熔炼要求调节，不限于上述范围(0.01～100Pa)。

进一步地，所述方法对于不同的合金体系，需要控制合金的浇铸温度以控制过热度，在冷却凝固过程中要控制过冷度。

进一步地，所述金属原料为以镍、铁、铝、铜或钛为基体的合金；或者镍铝、铝硅、铝铜、钛铝、钛铝、钛镍、铁铝、铜锌或铜锡的金属间化合物。

进一步地，所述金属原料也可为金属单质，具体为镍、铁、铝、铜或钛。

进一步地，所述金属原料若不含中间合金和/或易挥发金属，则省略S2.2和S2.5。

进一步地，所述方法制备得到细小晶粒、偏析程度低的合金，相同合金成分下的平均晶粒尺寸减小20％以上，偏析比不大于1.02。

进一步地，铸造冷却过程中，在两种磁场作用下，金属液内部产生强的复合磁力剪切流。

本发明的制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造装置和方法至少具备以下有益技术效果：

(1)本发明的装置首次将环形磁场发生器和定向磁场发生器用于合金的铸造，采用该装置可以减去铸态的均匀化热处理工艺，铸造出晶粒细小、偏析程度低的合金。

(2)本发明的方法简单。制备得到的合金或金属单质铸态组织晶粒细小，增加了晶粒的数量和限制晶粒的尺寸，铸件由纳米晶粒、微米晶粒组成，减去铸态的均匀化热处理工艺，直接利用铸造方法制备得到的金属铸件偏析度低，组织均匀性好。

(3)本发明的方法应用范围广。金属铸态偏析是影响金属加工性和使用性能的一大科学难题，降低材料的偏析程度可以减少开坯前热处理的时间和工序，并提高后续加工过程的形性协同变形能力，具有同时提高金属材料塑性和韧性的潜质。

(4)本发明的方法制备得到细小晶粒、偏析程度低的合金，相同合金成分下的平均晶粒尺寸减小20％以上，偏析比不大于1.02。

附图说明

通过下面结合附图关于本发明的具体实施方式的详细描述，将有助于更清楚完整地理解本发明的其它特征、细节和优点。

图1为本发明实施例中制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造装置组成原理图。

图2a为本发明实施例中定向磁场发生器作用原理示意图。

图2b为本发明实施例中环形磁场发生器作用原理示意图。

图3(a)为本发明实施例中复合磁力剪切处理的GH4720Li合金金相示意图。

图3(b)中为本发明实施例中传统重力铸造GH4720Li合金金相示意图。

图3(c)为本发明实施例中复合磁力剪切处理的GH4720Li合金高倍扫描示意图。

图3(d)为本发明实施例中传统重力铸造GH4720Li合金高倍扫描示意图，。

图4为本发明实施例中复合磁力剪切流作用下铸造和传统重力铸造下GH4720Li合金拉伸工程应力应变对比示意图。

附图标记说明：1-舱体；2-二次加料系统；3-熔炼系统；4-浇注系统，5-铸模；6-环形磁场发生器；7-定向磁场发生器。

具体实施方式：

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例及说明书附图，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

实施例1

本实施例提出一种制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造装置，所述装置包括：

二次加料系统2，用于容纳中间合金和/或易挥发金属并给熔炼系统3进行二次加料；

熔炼系统3，用于熔融待铸造金属；

浇注系统4，用于将熔炼系统3中的金属熔体浇注到铸模5(也称铸型)中；

铸模5，用于金属熔体凝固成型；

环形磁场发生器6，用于在金属熔体中产生沿切向的环形剪切力；

定向磁场发生器7，用于在金属熔体中提供沿径向的定向剪切力；和

舱体1，用于集成所述二次加料系统2、熔炼系统3、浇注系统4、铸模5、环形磁场发生器6和定向磁场发生器7；

所述铸模5安放在环形磁场发生器6和定向磁场发生器7中心，通过两种磁场的作用在铸模5内的未凝固液态金属中产生剪切流。

所述舱体1可为合金熔炼和凝固过程提供0.01～100Pa的真空度，也可以通过向舱体1中充注保护惰性气体实现可控气氛熔炼和凝固。

所述熔炼系统3采用电磁感应熔炼。

所述环形磁场发生器6和定向磁场发生器7同时工作或(按照需要)交替工作。

所述环形磁场发生器6产生的磁场强度范围为0.1～10T。

所述定向磁场发生器7产生的磁场强度范围为0.1～10T。

所述环形磁场发生器6和定向磁场发生器7同时工作时，所述环形磁场发生器6产生的磁场强度和定向磁场发生器7产生的磁场强度相同或不同；分别根据径向剪切力和切向剪切力的要求调节。

所述铸模5周围填充耐火保温材料。

本实施例的装置首次将环形磁场发生器6和定向磁场发生器7用于合金的铸造，采用该装置可以减去铸态的均匀化热处理工艺，铸造出晶粒细小、偏析程度低的合金。

实施例2

本实施例提供一种制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造的方法，该方法采用实施例1中所述的装置，所述方法包括如下步骤：

S1，烘干：将金属原料清洗后放于烘干炉中400℃烘干1～3小时，以除去所述金属原料中的水蒸气；

S2，合金化金属：采用熔炼系统3和二次加料系统2将所述金属原料合金化，最终得到金属熔体；具体为：

S2.1将烘干后的金属原料中除中间合金和/或易挥发金属之外的金属置于熔炼系统3(的坩埚)中；

S2.2中间合金和/或易挥发金属放到二次加料系统2(的料斗)中；

S2.3安放好铸模5；

S2.4在指定熔融环境条件下，将金属原料加热熔化后保温；

S2.5在指定二次加料环境条件下，通过所述二次加料系统2将所述中间合金和/或易挥发金属加入，降低功率进行二次加料再升功率均匀合金化，最终得到金属熔体；二次加料是在熔炼过程中，易挥发的合金元素选择在熔炼后期加入金属液中以减少在熔炼周期内的烧损量；

S3浇铸：在指定浇铸环境条件下，将保温后的金属熔体浇铸到经预热的铸模5中；

S4冷却凝固：启动环形磁场发生器6和定向磁场发生器7，在所述金属熔体中产生磁力剪切，金属熔体在剪切力作用下逐渐冷却凝固，最终得到细小晶粒、偏析程度低的合金。

S2.4中所述指定熔融环境为：按照熔炼过程中的气氛要求，将舱体1抽真空，令舱体1真空度为0.01～100Pa。

S2.5中所述指定二次加料环境为：按照熔炼过程中的气氛要求，将舱体1抽真空，令舱体1真空度为0.01～100Pa；或采用惰性气体气氛保护。

S3中所述指定浇铸环境为：舱体1真空度为0.01～100Pa或惰性气体气氛保护。

所述方法对于不同的合金体系，需要控制合金的浇铸温度以控制过热度，在冷却凝固过程中要控制过冷度。

所述金属原料为以镍、铁、铝、铜或钛为基体的合金；或者镍铝、铝硅、铝铜、钛铝、钛铝、钛镍、铁铝、铜锌或铜锡的金属间化合物。

所述金属原料也可为金属单质，具体为镍、铁、铝、铜或钛。

所述金属原料若不含中间合金和/或易挥发金属，则省略S2.2和S2.5。

所述方法制备得到细小晶粒、偏析程度低的合金，相同合金成分下的平均晶粒尺寸减小20％以上，偏析比不大于1.02。

铸造冷却过程中，在两种磁场作用下，金属液内部产生强的复合磁力剪切流。

本实施例以GH4720Li高温合金为例，研究金属凝固后晶粒细化和减轻偏析的行为。熔炼前先对原始金属进行必要的磨光、清洗和干燥处理，并对熔炼和铸造过程中所用的金属铸型和辅助器具进行干燥处理，熔炼使用的坩埚为Al₂O₃刚玉坩埚，装料次序为：W+Mo→Co+Cr+部分Ni→微量元素C+B+Zr→部分Ni，将Al、Ti和剩余的Ni放置于二次料斗中，安置好全部部件后，舱体1开始抽真空。舱体1真空度达到6.0×10^-2Pa时，开始加热，先用较低的功率加热至金属原料发红，然后在保证真空度的情况下加大功率至35～40kW快速化料，待炉料全部熔化，适当降低功率保温10min，此时关闭真空泵并向舱体1充Ar气至气压达到0.05MPa，向熔体中通过二次料斗分批加料，每次加料间隙均回温合金化加热，待全部炉料加到熔体中后，将功率调至27kW进行精炼15min至熔体表面呈清澈赤红色，然后快速进行浇注。金属液全部进入铸型后，打开环形磁场发生器6和定向磁场发生器7，金属熔体中产生磁力剪切流，这里，环形磁场发生器6和定向磁场发生器7同时工作，所施加的磁场强度范围为0.1T～10T。合金液浇入铸型后进行15min的磁力剪切处理，冷却后取出合金。磁力剪切流作用下GH4720Li高温合金铸态组织，拉伸工程应力应变图分别如图3(a)、图3(b)、图3(c)、图3(d)和图4所示，图3(a)中宏观晶粒尺寸介于50～100μm之间；图3(b)中平均晶粒尺寸为100～150μm，枝晶界比较宽而且颜色深；图3(c)中晶界处分布着少量(γ+γ′)共晶(～10μm)、碳化物，初生γ′相更多分布于晶粒内部；图3(d)中传统重力铸造GH4720Li合金的晶界处分布着粗大的扇状(γ+γ′)共晶(10～30μm)、不规则状的碳化物(MC、M₂₃C₆)、板条状η相(Ni3Ti)及初生γ′相。由此可见，铸态GH4720Li高温合金组织晶粒尺寸得到细化，偏析程度明显减轻，力学性能得到提升，抗拉强度得到一定程度的提升，伸长率提高1倍以上。

综上，本实施例制备得到的合金或金属单质铸态组织晶粒细小，增加了晶粒的数量和限制晶粒的尺寸，铸件由纳米晶粒、微米晶粒组成，减去铸态的均匀化热处理工艺，直接利用铸造方法制备得到的金属铸件偏析度低，组织均匀性好。

实施例3

本实施例的方法与实施例2基本相同，唯不同的是：

S2.1中除中间合金和/或易挥发金属之外的金属的装料次序为：按高温合金的质量百分比将10～30％的镍放于坩埚底部，然后依次放入全部的钴、钨、钼、铬，再放入剩余的镍板和微量元素。

以上对本发明实施例所提供的制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造装置和方法进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求书的保护范围内。

Claims (10)

1.一种制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造装置，其特征在于，所述装置包括：

二次加料系统，用于容纳中间合金和/或易挥发金属并给熔炼系统进行二次加料；

熔炼系统，用于熔融待铸造金属；

浇注系统，用于将熔炼系统中的金属熔体浇注到铸模中；

铸模，用于金属熔体凝固成型；

环形磁场发生器，用于在金属熔体中产生沿切向的环形剪切力；

定向磁场发生器，用于在金属熔体中提供沿径向的定向剪切力；

舱体，用于集成所述二次加料系统、熔炼系统、浇注系统、铸模、环形磁场发生器和定向磁场发生器。

2.根据权利要求1所述的一种制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造装置，其特征在于，所述环形磁场发生器和定向磁场发生器同时工作或交替工作。

3.根据权利要求1所述的一种制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造装置，其特征在于，所述环形磁场发生器产生的磁场强度范围为0.1～10T。

4.根据权利要求1所述的一种制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造装置，其特征在于，所述定向磁场发生器产生的磁场强度范围为0.1～10T。

5.根据权利要求2所述的一种制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造装置，其特征在于，所述环形磁场发生器和定向磁场发生器同时工作时，所述环形磁场发生器产生的磁场强度和定向磁场发生器产生的磁场强度相同或不同。

6.一种制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1，烘干：将金属原料清洗后放于烘干炉中烘干1～3小时；

S2，合金化金属：采用熔炼系统和二次加料系统将所述金属原料合金化，最终得到金属熔体；

S3，浇铸：在指定浇铸环境条件下，将保温后的金属熔体浇铸到经预热的铸模中；

S4，冷却凝固：启动环形磁场发生器和定向磁场发生器，在所述金属熔体中产生磁力剪切，金属熔体在剪切力作用下逐渐冷却凝固，最终得到细小晶粒、偏析程度低的合金。

7.根据权利要求6所述的一种制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造的方法，其特征在于，S2的具体内容为：

S2.1将烘干后的金属原料中除中间合金和/或易挥发金属之外的金属置于熔炼系统中；

S2.2中间合金和/或易挥发金属放到二次加料系统中；

S2.3安放好铸模；

S2.4在指定熔融环境条件下，将金属原料加热熔化后保温；

S2.5在指定二次加料环境条件下，通过所述二次加料系统将所述中间合金和/或易挥发金属加入，降低功率进行二次加料再升功率均匀合金化，最终得到金属熔体。

8.根据权利要求7所述的一种制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造的方法，其特征在于，S2.4中所述指定熔融环境为：舱体真空度为0.01～100Pa；

S2.5中所述指定二次加料环境为：舱体真空度为0.01～100Pa；或惰性气体气氛保护。

9.根据权利要求7所述的一种制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造的方法，其特征在于，S3中所述指定浇铸环境为：舱体真空度为0.01～100Pa或惰性气体气氛保护。

10.根据权利要求7所述的一种制备细小晶粒、偏析程度低的合金铸造的方法，其特征在于，所述金属原料若不含中间合金和/或易挥发金属，则省略S2.2和S2.5。

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