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          【科研儀器非標】真空熔煉的簡介

          2022-07-21 17:50:18

                 真空熔煉是在低于常壓下進行的特殊冶金方法,它是冶煉優質鋼材、活性金屬、稀有難熔金屬的Z主要的生產方法。為當代的航空、航天、原子能、電子、石油、化工、軍工、船舶、冶金等部門提供了重要的、高性、優質的特殊金屬材料。對現代科學技術的高速發展起著愈來愈重要的作用。

              真空熔煉技術包括:真空的獲得和檢測技術;科研儀器非標金屬熔煉熱源的產生和應用技術;熔煉過程冶金反應的控制技術;水冷銅坩堝(冷坩堝)技術;鑄錠形成及結晶組織控制技術等。

              真空熔煉與真空技術的發展緊密相關。雖然早在1905年鮑頓(Bolton)就利用自耗電極和水冷結晶器,在低壓氬氣保護下熔煉鉭獲得成功,人們就了解了在真空狀態下熔煉金屬,可以防止大氣污染,有利于熔體除氣和去除雜質,但是由于當時缺乏大型真空裝備和真空技術尚屬落后,而遲遲不得發展。直到20世紀50年代后,隨著真空技術的進步,大功率高效真空泵的出現,才有可能這些高抽氣率的真空泵所建立的足夠低的壓力條件下,保證將真空熔煉過程中金屬反應所析出的氣體迅速抽出。并且成功地解決了真空容器、密封材料、真空檢測儀表和遠距離控制等問題,使真空熔煉的發展有了保證。鈦及鈦合金的出現及應用,使現代工業規模的真空自耗電弧爐得到應用,并迅速向大容量發展。接著用真空電弧爐重熔鋼和鎳基合金,使之得以制造燃氣輪機渦輪盤、軸和機殼的鍛件,其品質和性能大大優于大氣中熔煉的相應材料。特別是近代,由于高新技術的進步,在物理學、電子學、半導體材料、火箭技術、回轉加速器、航空技術及原子能工業等領域,需要多種高純金屬及合金,耐熱材料,磁性及超導材料,更加推進了真空熔煉突飛猛進?,F在,不僅有真空感應熔煉、真空電弧熔煉,又出現了電子束爐、等離子爐熔煉等多種方法。出現了100t容量的真空感應爐,以及能熔煉重達50t,直徑1.5m鑄錠的真空電弧爐。真空熔煉已稱為現代金屬材料生產的一個重要工業部門。科研儀器非標真空熔煉主要用于熔煉鎢、鉬、鉭、鈮、鋯、鉿等稀有金屬,以及鈦合金、耐熱合金、磁性材料、電真空材料、核材料及高強度鋼等。

          科研儀器非標

              鈦及稀有金屬與其它有色金屬相比,有以下三個特點:

              ①.具有較高的熔點,其中鎢、鉬、鉭、鈮被稱為四大難熔金屬;

              ②.具有很高的化學活性,特別是與氧、氮、氫等間隙元素的親合力都很大,熔煉時對耐火材料和氣氛的選擇都造成了很大的困難;

              ③.金屬材料純度對其加工和使用性能的影響及其敏感,特別是間隙元素對稀有金屬的加工和使用性能的影響更大。如鎢由于間隙元素含量不同,其塑性~脆性轉變溫度在-196℃到500℃之間變化。不同純度的鉬其塑性~脆性轉變溫度相差達到200℃之多。鈦被發現100年左右,由于當時未獲得高純鈦而被誤認為鈦是不可加工金屬。金屬鈮中當氧、氮、碳三大間隙元素總含量大于0.035%~0.045%,則難于冷加工開坯。

              基于上述特點,活性金屬和稀有金屬采用真空熔煉是Z合適的。因為真空熔煉:

              ①.在真空或惰性氣體保護下,采用水冷銅結晶器,防止活性金屬受大氣和耐火材料的污染;

              ②.由于有真空凈化和提純作用,可以獲得含氣量低、雜質少、偏析小、力學性能高、加工性能好的高級金屬及合金材料??梢哉J為,它是所有已知的冶金生產方法中,能獲得高純度、高品質的Z 好方法;

              ③.真空電弧可獲得2000℃以上的高溫,科研儀器非標電子束和等離子束甚至可以獲得20000℃以上的高溫,保證了高熔點金屬熔煉所需要的溫度和熱量。


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