Задача замены сплошных лопаток полыми в условиях серийного производства решалась с применением стержней на основе хромомагнезита, , магнезита, шамота (в сочетании с цементом) 11 Других материалов, а также стержней, изготовленных из различных металлов. Однако это не привело к положительным результатам. Стержни либо оказывались рыхлыми, либо деформировались в процессе литья, нарушая требуемую геометрию лопаток. Поэтому в производства были применены керамические стержни, получаемые на основе тугоплавких соединений окиси алюминия и кремния.
На протяжении последних 10-12 лет систематически велась работа по исследованию и разработке более рационального технологического процесса литья полых лопаток для газотурбинных двигателей. В результате были найдены оптимальные условия изготовления наиболее сложных литых полых лопаток. Выбор состава керамических стержней.
На первом этапе работы по литью лопаток с применением керамических стержней на основе электрокорунда и карбида кремния, изготовленных по технологии твердофазного спекания, было установлено, что стержни на основе карбида кремния обладают повышенной стабильностью прочностных характеристик по сравнению с электрокорундовыми. С переводом на вакуумную — плавку жаропрочных сплавов оказалось, что стержни на основе карбида кремния оказываются неустойчивыми, так как на поверхности контакта металла со стержнем обнаруживались дефекты. Они состояли в том, что на внутренней поверхности стенки отливок появлялись каналы («червоточины»), нарушающие металла, а следовательно, и прочность отливок.
В связи с этим стержни на основе карбида кремния для вакуумной плавки оказались непригодными, а для открытой плавки они дают хорошие результаты. Для выбора оптимального состава стержневой смеси проводились исследования десяти различных составов на основе электрокорунда ЭБ-99 зернистости № 100. В качестве добавки была принята силикат-глыба. Упрочнение стержней может производиться при различных температурах (1300, 1450, 1600° С) в зависимости от наличия печного оборудования.
Результаты этих исследований дали возможность для выбора состава стержневых смесей и оптимальных свойств стержней в зависимости от температуры обжига.