真空电弧再熔炼

✍ dations ◷ 2025-10-21 12:37:40 #冶金

真空电弧再熔炼 (Vacuum arc remelting,常缩写为VAR)是一种生产无论在机械性质或在化学性质都具有高度同质性(英语:Homogeneity (physics))的金属锭(英语:ingot)的制程。 真空电弧再熔炼制程可用于炼制特用钢材,或用于炼制生医、航太等严苛应用环境所需的材料。

用真空电弧再熔炼制程生产的材料通常必须用于高价值的应用,因为这项制程昂贵且旷日费时。一般的商用金属或合金根本不需要这项一炼再炼的制程处理。镍、钛、特用钢材才会常常用这种制程精炼。通常生产钛合金(英语:titanium alloy)需要一至三次的真空电弧再熔炼。采用这种制程精炼金属会有下列好处:

要真空电弧再熔炼的材料通常会先经过真空感应熔炼(VIM)或者盛钢桶精炼作前处理,先将这些材料制成圆柱状。接着将这些圆柱状材料置入内部为冶金级真空(0.001~0.1 mmHg或0.1~13.3 Pa)的封闭大圆柱体坩埚当作上电极(固相,通常是阳极)。坩埚一般由铜制造,且外部以水包覆(水冷铜模的概念)以利控制冷却时凝固的速率。同坩埚亦兼做下电极(通常是阴极),接着将上电极向下移动靠近下电极,数千安培的直流电此时被通入上下两电极之间,产生一连续之熔体。为了防止上电极与坩埚壁间产生电弧,坩埚半径会比上电极半径大。如此,上电极必须不断往下移动才能确保整个过程持续进行,不然上电极底部会熔化成液相一直往下滴,而拉开两电极间距。由此可见,整个制程主要控制的参数有电流大小、冷却水、上下两电极间距三样。依前述之理,重复该制程多次精炼时,上次炼完之锭,为下次精炼之电极。

理想上,整个制程中的熔融速率应该要维持一致,但实际上很难控制。这是因为复杂的热传导、热对流(主要在液相)、热辐射以及劳伦兹力产生的平流(英语:advection)干扰所致。 确保熔池几何、熔化速率维持一致对熔炼后的金属性质极为关键。

真空电弧再熔炼制程可以对多种材料运用,然而有些材料一定要以此制程处理才能生产或才能用。以下列举可用真空电弧再熔炼处理的材料:

值得注意的是,纯钛及绝大部分的钛合金都需要真空电弧再熔炼两、三次才能生产。镍基超合金若要用于航太用途通常也需经此制程生产。用于核能应用的锆与铌合金也要通过真空电弧再熔炼。精炼纯铂、纯钽、纯铑可用真空电弧再熔炼处理。

相关

  • 丁腈手套丁腈橡胶(Nitrile Butadiene Rubber,NBR)是一种合成橡胶,由丙烯腈与丁二烯单体聚合而成的共聚物,耐油性(尤其是烷烃油)极好、耐磨性较高、气密性好、耐热性较好、粘接力强、耐老化
  • 浓汤浓汤(英语:Stew)是泛指把固体食物材料以红烧、烩、焖、炖等烹调方式煮成液态浓汤的食物。浓汤与中菜的羹不同之处,在于中菜的羮只作饮用,而浓汤除了饮用,一般还可以再煮稠成为肉汁
  • 陶谷陶谷(903年~970年)字秀实,邠州新平(今陕西彬县)人。本姓唐,因避后晋高祖讳而改姓陶。《宋史》说他“强记嗜学、博通经史,诸子佛老,咸所总览,多蓄法书名画、善隶书。为人隽辨宏博,然奔
  • 过沟菜蕨过沟菜蕨,(学名:Diplazium esculentum),又称山凤尾、食用双囊蕨、过猫、过衰猫、蕨猫、蕨山猫、山猫、蕨萁,为蹄盖蕨科双盖蕨属下的一个种。过沟菜蕨之营养成分方面,每100公克含蛋
  • 退休基金会退休基金会(葡文:Fundo de Pensões,葡文缩写:FP)是澳门特别行政区的政府部门,负责管理和执行澳门特别行政区公务人员的退休及抚恤制度和公积金制度。退休基金会于1987年成立,由行
  • 安东尼奥·洛佩斯·德·桑塔·安纳安东尼奥·德帕杜亚·玛丽亚·塞维里诺·洛佩斯·德桑塔·安纳·伊·佩雷斯·德·莱乌隆(西班牙语:Antonio de Padua María Severino López de Santa Anna y Pérez de Lebr
  • 詹姆斯·菲茨-艾伦·米切尔詹姆斯·菲茨-艾伦·米切尔爵士(英语:Sir James Fitz-Allen Mitchell,KCMG PC MP,1931年5月15日-),圣文森特和格林纳丁斯总理,新民主党主席。米切尔1931年3月15日生于圣文森特岛贝基
  • 智利桑坦德银行智利桑坦德银行股份有限公司(Santander Chile Holding S.A.)是西班牙桑坦德银行旗下公司,属于智利最大资产银行,分行网络为504家。最初是由1937年创立圣地牙哥银行。
  • 老字号 (消歧义)老字号是指历史悠久的品牌,也可以指:
  • 防鲨网防鲨网是一种工具,也是网的一种。用于海域中防止鲨鱼入侵。防鲨网广泛用于各种海场(如在半月湾中就有使用),可用于防止大型、危险性鱼类的攻击。