真空电弧重熔(VAR)工艺是一种二次熔炼技术,主要用于提纯和精炼不锈钢、镍基合金和钛基合金等高价值合金。该工艺包括在真空条件下使用电弧逐步熔化起始电极,然后受控凝固熔融金属以形成高级钢锭。
详细说明:
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工艺概述:
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VAR 工艺以起始电极为起点,起始电极通常由以前的生产工艺铸造而成。该电极被放置在真空炉中,置于由直流电(DC)产生的电弧中。电弧产生的高热熔化电极底部,形成液滴并落入下面的熔池中。熔池在水冷模具中不断凝固,形成最终的钢锭。净化机制:
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真空环境对金属的净化起着至关重要的作用。在真空环境下,铅、锡、铋、碲、砷和铜等蒸汽压较高的元素会蒸发,从而降低其在合金中的浓度。此外,低密度氧化物夹杂物会被液滴带到模具表面附近的凝固边缘,从而有效隔离杂质。
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物理和化学反应:
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熔滴通过温度接近 5000K 的电弧区,然后在水冷铜模中凝固,此时会发生一系列物理和化学反应。这些反应可精炼金属,提高其纯度并改善晶体结构。该工艺主要利用直流电弧的热能,在真空条件下重新熔化金属,并将其凝固成铸锭,从而提高金属的质量。应用和工业用途:
20 世纪 50 年代,VAR 工艺首次用于航空航天领域,此后被广泛用于特种钢和超合金。在航空航天、能源和核工业等对材料纯度和性能要求较高的行业,这种工艺尤为重要。该工艺不断发展,以满足对非凡材料性能日益增长的需求,并经常与其他熔炼方法相结合,以达到更高的性能水平。