真空电弧再熔炼

✍ dations ◷ 2025-06-29 17:06:54 #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

  • 肿瘤护理新生物、息肉、瘜肉或赘生物(英语:neoplasm),是指身体细胞组织不正常的增生,当生长的数量庞大,便会成为肿瘤(英语:tumor)。而肿瘤亦可以是良性或恶性的。肿瘤(英语:tumor)在医学上是指细
  • 古代古代世界,或者古代史一词,用法相当模糊。其所指称的历史时期依各文明发展情况快慢而有所不同,但就其上限而言,一般是以出现文字作为古代史与史前史之分界。古代史之下限,则各文明
  • 身体抽蓄惊厥(英语:Convulsion),亦称惊风,在医学上指肌肉突然紧张、松弛而导致身体失控颤抖的状况。因为症状与癫痫发作相似而被混淆,但并不是所有的癫痫发作都会导致惊厥。和西医所指的广
  • 汽化汽化是指物质状态从液体向气体转换的一种相变,过程进行中需要吸热。汽化有两种形式,蒸发、沸腾。蒸发是只在液体表面发生,并且液体温度低于某一压力时的沸点。而沸腾是一种剧烈
  • span style=color: white;专门机构/span欧洲联盟专门机构(英语:Agencies of the European Union)是欧洲联盟的分权机关,与欧洲联盟机构并不相同。公署的建立是为了完成某项特定目标。各公署均为法人。一些公署的成立是
  • 林永健林永健(1970年2月14日-),山东青岛人,中国男演员,活跃于话剧、小品、电视剧。现在所属空政话剧团。2003年与演员周冬齐结婚。1986年,在周晓文导演的电影《疯狂的代价》中出演一个很
  • 原蜥形目原龙目(Protorosauria),属于双孔亚纲的主龙形下纲,生存在二叠纪与三叠纪。许多物种已演化成树栖生活,包括有三角形翼的滑翔动物沙洛维龙;其他如长颈龙,拥有长而疆直的颈部,可能用来
  • 罗斯福国家森林罗斯福国家森林(英语:Roosevelt National Forest)是美国的一处国家森林,位于科罗拉多州中北部,紧邻阿拉帕霍国家森林,由美国国家森林局管理,办事处位于科罗拉多州科林斯堡。
  • 裘锡圭裘锡圭(1935年7月13日-),浙江省宁波市人,生于上海,古文字学专家,现为复旦大学教授。1952年入复旦大学历史系,1956年大学毕业后考上研究生,从师著名甲骨学家胡厚宣教授专攻甲骨学与殷
  • 小城堡小城堡(La Ferté)是法语当中的一个通名,常用于法国地名当中。这一名称来源于封建领主庄园,其词根“fer”在法语中意为"铁",引申意为“坚固的堡垒”(place forte 或 château fort