真空电弧再熔炼

✍ dations ◷ 2025-07-20 18:49:30 #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

  • 双倒数图双倒数图也称为莱恩威弗-伯克作图,是生物化学用来描述酶动力学的莱恩威弗-伯克方程的图示法,由汉斯·莱恩威弗(英语:Hans Lineweaver)和迪恩·伯克(英语:Dean Burk)于1934年提出。双
  • 库内内省库内内省(葡语:Cunene),位于安哥拉南部,与库安多古班哥省、威拉省、纳米贝省等省份及纳米比亚相邻。
  • 甲状腺素结合前白蛋白甲状腺素结合前白蛋白(英语:thyroxine-binding prealbumin,TBPA):一种55kd的蛋白质,主要在肝脏合成,由4个完全相同的亚基构成,它对甲状腺激素的结合力不及甲状腺素结合球蛋白。一个
  • 太阳极大期太阳极大期是在正常约11年的太阳周期中活动最活耀的时期。当太阳极大期时,会出现大量的太阳黑子,并且太阳的辐射会增加大约0.07% 。增强的太阳能量输出可能会影响一些地区的气
  • 力士力士是从事相扑运动的人,狭义来说是指有所属的相扑部屋、并取得四股名、得以参加大相扑的人士。现在的外国力士多数来自蒙古,最重的相扑力士是出身夏威夷的萨摩亚人小锦八十吉
  • 图康伯西群岛图康伯西群岛〈英文:Tukangbesi Islands〉是印度尼西亚的群岛,位于布顿岛以东的班达海,与布顿岛隔着Kolowana Watabo海湾,由4个岛屿和多个小岛组成,行政方面由东南苏拉威西省瓦卡
  • 1965年北美大停电1965年北美大停电(英语:Northeast blackout of 1965,1965年东北部停电)是1965年11月9日(星期二)在北美东北部发生的大规模电力供应故障。影响范围涵盖加拿大安大略省,美国康涅狄格
  • ⵣ,读作YAZ,为柏柏人所使用的提非纳文字之一。它为浊度的浊齿龈擦音 / z /。ⵣ是北非柏柏人的文化象征,亦有人认为他是“自由人”的象征。
  • 水堡镇水堡镇,是中华人民共和国河北省保定市涞源县下辖的一个乡镇级行政单位。水堡镇下辖以下地区:塔儿村、水堡村、龙家庄村、龙门村、独山城村、泉塘村、井子会村、柳沟村、大台峨
  • IslandIsland可以指岛屿,也可能指: