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高溫合金使用什么熔煉設(shè)備

全碩 2023-09-13 | 閱讀：1012

高溫合金分為三類材料:760℃高溫材料、1200℃高溫材料和1500℃高溫材料，抗拉強(qiáng)度800MPa?；蛘哒f是指在760--1500℃以上及一定應(yīng)力條件下長期工作的高溫金屬材料，具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度，良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能，良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能，已成為軍民用燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)熱端部件不可替代的關(guān)鍵材料。

按照現(xiàn)有的理論，760℃高溫材料按基體元素主要可分為鐵基高溫合金、鎳基高溫合金和鈷基高溫合金。按制備工藝可分為變形高溫合金、鑄造高溫合金和粉末冶金高溫合金。按強(qiáng)化方式有固溶強(qiáng)化型、沉淀強(qiáng)化型、氧化物彌散強(qiáng)化型和纖維強(qiáng)化型等。高溫合金主要用于制造航空、艦艇和工業(yè)用燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪葉片、導(dǎo)向葉片、渦輪盤、高壓壓氣機(jī)盤和燃燒室等高溫部件，還用于制造航天飛行器、火箭發(fā)動機(jī)、核反應(yīng)堆、石油化工設(shè)備以及煤的轉(zhuǎn)化等能源轉(zhuǎn)換裝置。

高溫合金使用真空中頻熔煉爐進(jìn)行熔煉。

真空感應(yīng)熔煉（簡稱VIM）在密閉真空條件下，電磁感應(yīng)過程中會產(chǎn)生渦電流，使金屬熔化，可用來熔煉高純度的金屬及合金。主要包括真空感應(yīng)爐熔煉、懸浮熔煉和冷坩堝熔煉。由于在真空下熔煉，容易將熔于鋼和合金中的氮、氫、氧和碳去除到遠(yuǎn)比常壓下冶煉為低的水平，同時(shí)，對于在熔煉溫度下，蒸氣壓比基體金屬高的雜質(zhì)元素（銅、鋅、鉛、銻、鉍、錫和砷等）可通過揮發(fā)去除，而合金中需要加入的鋁、鈦、硼及鋯等活性元素的成分易于控制。因此，經(jīng)真空感應(yīng)熔煉的金屬材料可明顯地提高韌性、疲勞強(qiáng)度、耐腐蝕性能、高溫蠕變性能以及磁性合金的磁導(dǎo)率等多種性能。

真空感應(yīng)爐冶煉的特點(diǎn)：

1）精確控制化學(xué)成分。

真空感應(yīng)爐冶煉的重要功能就是能夠精確地控制鋼的化學(xué)成分，特別是能夠準(zhǔn)確控制易氧化元素的含量。目前，重要的鋼與合金都要求得到理想的目標(biāo)成分。

2）冶煉鋼具有較高的純凈度。

材料的純凈度同樣是決定材料工藝性能和使用性能的重要因素。真空感應(yīng)爐冶煉的鋼中氣體、非金屬夾雜物和微量有害雜質(zhì)的含量水平遠(yuǎn)低于其他冶煉方法生產(chǎn)的鋼。

3）冶煉工藝的可調(diào)性強(qiáng)。

真空感應(yīng)爐冶煉的工藝條件，如真空度、溫度、精煉時(shí)間、爐內(nèi)氣氛等，能夠在較大的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，從而達(dá)到不同的效果。真空感應(yīng)爐為冶金反應(yīng)創(chuàng)造了良好的熱力學(xué)和動力學(xué)條件。

◆真空條件下，提高了碳的脫氧能力；

◆在高溫和高真空下，脫氮和去除有害雜質(zhì)的能力得到提高；

◆調(diào)整爐內(nèi)壓強(qiáng)，以減少合金元素?fù)]發(fā)和氧化損失。

世界上第一臺真空感應(yīng)爐是于1917 年在德國誕生的，用于熔煉飛機(jī)和火箭發(fā)動機(jī)的引擎。真空感應(yīng)熔煉爐是真空冶金領(lǐng)域中應(yīng)用最廣的設(shè)備之一。事實(shí)證明：宇航、導(dǎo)彈、火箭、原子能設(shè)備和電子工業(yè)所需要的合金和特殊鋼，占有相當(dāng)比例的產(chǎn)品是采用真空感應(yīng)熔煉爐生產(chǎn)出來的，例如，鎳基、鈷基、鐵基高溫合金采用真空感應(yīng)熔煉爐工藝熔煉時(shí)，其熱加工性能和機(jī)械性能明顯提高。像不銹鋼、耐熱鋼、超高強(qiáng)度鋼、工具鋼、軸承鋼，以及磁性材料、彈性合金、膨脹合金等幾乎均采用真空感應(yīng)熔煉爐來熔煉，以保證材料性能和質(zhì)量。此外,隨著二次重熔工藝的發(fā)展，真空感應(yīng)熔煉爐的另一用途是為真空自耗電弧爐或電渣重熔爐提供高質(zhì)量的自耗電極，以及生產(chǎn)母合金供精密鑄造用。

　　眾所周知，真空感應(yīng)熔煉爐工藝，對金屬的熔化、精煉和合金化的整個(gè)過程均是在真空狀態(tài)下進(jìn)行的，因而避免了相同氣相的相互作用而污染。其次，在真空條件下，碳具有很強(qiáng)的脫氧能力，其脫氧產(chǎn)物CO 不斷被抽至系統(tǒng)之外，克服了采用金屬脫氧劑脫氧的污染問題。真空感應(yīng)熔煉爐工藝可精確地控制合金的化學(xué)成分，對于含有和氧、氮親和力強(qiáng)的活性元素Al、Ti、B、Zr 等，可控制在很少的范圍內(nèi)。對低熔點(diǎn)易揮發(fā)的金屬雜質(zhì)，如Pb、Bi、Sn、Sb 等能蒸發(fā)去除，這對提高材料性能起到重要作用。強(qiáng)烈的感應(yīng)攪拌作用，能加速其反應(yīng)速度，這對于熔池溫度均勻、化學(xué)成分均勻等方面很有效果。

　　真空感應(yīng)熔煉工藝之所以得到迅速發(fā)展是和航空航天工業(yè)所需高溫合金材料有密切關(guān)系，如宇航、導(dǎo)彈、火箭、原子能等設(shè)備所需的高溫合金。在未采用真空熔煉方法生產(chǎn)的高溫合金，其最高工作溫度一般只有750-810 ℃；而采用真空熔煉方法生產(chǎn)的高溫合金，其最高工作溫度可達(dá)到980-1090 ℃的水平。這主要是由于采用真空感應(yīng)熔煉爐熔煉的鎳基、鐵基、鈷基高溫合金時(shí)，降低了間隙元素O2、N2、H2，能徹底清除非金屬夾雜物，以及去除低熔點(diǎn)有害金屬雜質(zhì)，如Pb、Bi、Sb、Cu、Sn、Te 等。

　　真空感應(yīng)熔煉爐的設(shè)備主要由爐殼、感應(yīng)器、坩堝、傾爐機(jī)構(gòu)、錠模機(jī)構(gòu)、供電裝置，以及水冷系統(tǒng)等組成。爐殼上附設(shè)有觀察、測溫、加料、取樣、搗料等裝置。爐體外配備有真空系統(tǒng)、供電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等。真空感應(yīng)熔煉爐有間歇式和半連續(xù)式兩種，可做成立式或臥式。

　　真空感應(yīng)熔煉爐在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上需考慮的重要問題是避免真空放電，為此對于爐殼內(nèi)的所有帶電體都需要經(jīng)過絕緣處理，并且感應(yīng)器在結(jié)構(gòu)上應(yīng)沒有尖角、毛刺和銳棱。

以下為我司生產(chǎn)的真空熔煉爐型號，如需了解歡迎咨詢！