真空冶金現(xiàn)狀及其應(yīng)用前景

　　真空冶金現(xiàn)狀及其應(yīng)用前景 摘要：敘述了真空冶金的發(fā)展及目前所采用的各種真空冶金方法，討論了真空冶金的特點(diǎn)及幾種主要真空冶金方法的自身特點(diǎn)及應(yīng)用，分析了真空冶金方法及設(shè)備的發(fā)展動(dòng)態(tài)，討論了新材料制備工藝方法的選擇，對(duì)國(guó)內(nèi)外高溫合金及特種鋼的熔煉數(shù)據(jù)進(jìn)行了初步對(duì)比。
　　
　　關(guān)鍵詞：真空冶金，熔煉
　　
　　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.Torricelli用一端封閉的玻璃管，測(cè)出大氣壓760mm汞柱高。1865年Beemer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.Mleode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z*大的EBCFM爐是建立在日本礦業(yè)日立工廠的E100/1200CF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)有熔煉。1926年德國(guó)用真空感應(yīng)爐（容量4t,功率350kW）熔化Co、Ni合金。1935年Hopki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)開始研究電渣冶金工業(yè)。美國(guó)于1950年應(yīng)用真空自耗電極電弧爐熔煉Ti，1957年應(yīng)用電子束爐熔煉Ta、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、發(fā)送合金的鑄態(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。