真空感應(yīng)熔煉的新技術(shù)

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1、真空感應(yīng)熔煉的新技術(shù)摘要：為使從事真空冶金技術(shù)人員對(duì)國(guó)內(nèi)外真空冶金技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展有較全面的了解，綜述性詳細(xì)回顧了真空冶金技術(shù)的歷史及發(fā)展過程，對(duì)真空冶金進(jìn)行了詳細(xì)分類，對(duì)各類常用真空冶煉方法進(jìn)行了系統(tǒng)論述，介紹了國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況，指出了發(fā)展前景及方向。?關(guān)鍵詞：真空冶煉；工藝分類；工業(yè)應(yīng)用?Abstract：The?history?and?the?developing?process?of?the?vacuum?metallurgical?technology?ale?described?in?detail，the?classification?on?the?

2、vacuum?metallurgy?is?made，the?common?used?vacuum?metallurgical?methods?are?systematically?discussed，the?development?of?the?vacuum?metallurgy?at?home?and?abroad?is?introduced，the?prospect?and?the?direction?are?indicated．?Key?words：vacuum?metallurgy；technological?chassification；indust

3、ry?application?真空冶金是指在小于大氣壓下進(jìn)行的冶金作業(yè)。真空冶金的應(yīng)用,?是建立在真空技術(shù)的進(jìn)步和廣泛應(yīng)用基礎(chǔ)上的。獲取真空的想法,?出現(xiàn)在公元前384～322?年。1654年第一臺(tái)可供實(shí)用的真空泵由德國(guó)馬德堡市市長(zhǎng)、工程師O.?V?.?Guerike?制成,?并用來做了有名的“馬德堡半球?qū)嶒?yàn)”,開始了實(shí)際應(yīng)用真空的時(shí)代。1643?年E?.?Tor?ricelli?用一端封閉的玻璃管,?測(cè)出大氣壓為760?mm?汞柱高。1865?年Bessemer設(shè)想將煉好的鋼在真空中澆鑄以消除氣泡和裂紋,?但技術(shù)和設(shè)備都不足以達(dá)到要求。1874?年H.Mcl

4、eode?發(fā)明了壓縮真空計(jì)。1905?年M.?V.?Pirani提出電子束熔煉的概念。二十世紀(jì)五十年代真空冶金應(yīng)用于高溫合金的熔煉,?目前世界上的最大的EBCFM爐是建立在日本礦業(yè)日立工廠的ESP100/1200CF?爐。1917?年真空電阻爐熔化鎳基合金。1923年德國(guó)開始研究真空感應(yīng)熔煉。1926年德國(guó)用真空感應(yīng)爐(?容量4t?,?功率350?kW)?熔化Co?、Ni合金。1935?年Hopkins?研究應(yīng)用水冷銅坩堝自耗電極真空電弧熔煉。1938?年應(yīng)用真空脫氣設(shè)備對(duì)鋼進(jìn)行脫氣處理。1940?年前蘇聯(lián)開始研究電渣冶金。美國(guó)于1950?年應(yīng)用真空自耗電極電

5、弧爐熔煉T?i,?1957?年應(yīng)用電子束爐熔煉T?a、Nb?等合金,?1962?年應(yīng)用等離子熔煉不銹鋼及高溫合金。?二十世紀(jì)五十年代國(guó)際上普遍采用電弧爐或非真空感應(yīng)爐熔煉高溫合金及特種鋼。但電弧爐只能熔煉低合金化的合金及鋁、鈦等易燒損元素少的合金。現(xiàn)代的高溫合金含有大量的易燒損元素及微量元素,?必須采用真空下的熔煉工藝。要進(jìn)一步提高合金的質(zhì)量、改善合金的鑄態(tài)組織和熱加工塑性、力學(xué)性能等,?須采用雙聯(lián)及三聯(lián)工藝。通常情況下,?對(duì)合金化程度較低的合金來說是采用電弧爐熔煉、非真空感應(yīng)爐熔煉鑄成電極后再進(jìn)行真空自耗或電渣重熔。對(duì)合金化程度較高的合金,?則采用真空感應(yīng)爐

6、熔煉成電極棒,?然后再經(jīng)真空自耗重熔或電渣重熔。采用不同的冶煉工藝方法冶煉不同類型的合金,?其冶煉工藝因素對(duì)冶金質(zhì)量的影響各不相同。采用電渣重熔金屬作為第三次真空電弧重熔的自耗電極,?主要是保證合金具有很低的氣體含量?[?1]?。?一.真空冶金的特點(diǎn)?1.1?對(duì)一切增容反應(yīng)都有有利影響?（1）物質(zhì)的氣化M凝聚態(tài)→M氣態(tài)，金屬的氣化、蒸發(fā)，在真空中物質(zhì)的沸點(diǎn)降低。?（2）氧化物MO被還原劑還原R+MO凝聚態(tài)→M凝聚態(tài)+RO氣態(tài)↑，金屬氧化物還原成固態(tài)或液態(tài)金屬。?（3）R+MO凝聚態(tài)→M氣態(tài)+RO氣態(tài)↑，金屬氧化物還原成氣態(tài)金屬。?（4）溶解了氣體G?的金屬放出

7、氣體G金屬→G↑?（5）金屬與氣體生成的化合物分解出氣體MG→M+G↑，金屬化合物熱分解。真空對(duì)這些過程都有利，即加快了反應(yīng)進(jìn)行的速度或是降低反應(yīng)進(jìn)行的溫度。?1.2?很少有氣體參加反應(yīng)?真空中氣體稀薄，很少有氣體參加反應(yīng)。金屬在真空中融化時(shí)不會(huì)溶解氣體；金屬在真空中加熱到較高溫度時(shí)，無論金屬呈固體或液體都極少氧化；氣體遵循理想氣體方程。?1.3?可控制系統(tǒng)內(nèi)外物質(zhì)流動(dòng)?真空系統(tǒng)是一個(gè)較為密閉的體系，與大氣基本隔開，只經(jīng)過管道和泵將真空系統(tǒng)中的殘余氣體送入大氣，大氣不能經(jīng)泵進(jìn)入真空系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)外的物質(zhì)流動(dòng)完全在控制下。?1.4?無污染?若過程需要較高的溫度(?

8、大于真空室壁材料的軟化溫度),?則加熱