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特 种 冶 炼 技 术 班级： 姓名： 学号： 特种冶炼技术 【摘要】本文介绍了特种冶炼的原理、应用等内容。 【关键词】特种冶炼 引言 随着现代科学技术的飞速发展，特别是航天、导弹、火箭、原子能以及电子工业等对各种高级优质钢和合金的需要日益增多，对钢的质量要求也越来越高。为了使金属材料具有所需要的性能，必须保证其具有一定的合金组织结构和化学成分。采用传统的冶炼模式时，钢的质量满足不了日益提高的要求，这就促使一些旨在提高钢和合金质量的特种冶炼技术迅速发展起来。 一、特种冶炼简介 特种冶炼是一种区别于转炉、电弧炉、平炉和感应炉等通用冶炼方法的冶金方法，一般从冶炼热源及冶炼气氛上分为真空冶金、电子束熔炼、等离子冶金及电渣冶金四大类。 特种冶金产品总量不大，不到钢总产量的1%，但在高新技术、国防尖端领域占有极为重要的地位，它是生产高质量特殊钢及超级合金、难熔合金(W,Mo,Nb,Ta, Rc)、活泼金属(Ti, Zr等)、高纯金属(零夹杂钢)及近终形铸件的手段。 近年各发达国家均致力发展特种冶金，欧美各国通称“特种熔炼”，独联体国家通称“特种电冶金”，在中国通用“特种冶金”。 二、特种冶炼方法 钢的特种冶炼，通常是指除用于大量生产的转炉、平炉和电炉等常规炼钢法之外，为特别提高钢质量或熔炼含有大气条件下不宜熔炼的大量活泼金属的合金的冶炼方法。特种冶炼法大致可分为两种:适用于熔炼像高级轴承钢、冷轧辊钢、燃汽轮机用钢等优质钢的所谓一次熔炼法(PAM);而另外一种是将母材重新熔化，在水冷结晶器中逐层凝固成钢的方法，称为二次熔炼法。下面对其冶炼方法进行简单介绍。 (一)真空感应冶炼 真空感应冶炼法也称VIM法(Vacuum Induction Meting)。VIM法就是将感应炉置于真空系统中进行熔化、精炼和合金化等全部过程，它在特殊钢及优质合金的生产中占有重要地位。 1.基本原理及冶炼特点 真空感应冶炼的基本原理就是通过在真空状态下的电磁感应，涡流发热来熔炼金属并随之浇注成锭。由于整个冶炼过程是在低压或惰性气氛下进行，加上电磁搅拌作用，所以能有效地脱碳、去气、除杂质等。 2．真空感应冶炼的优缺点 真空感应冶炼具有独特的优点，归纳起来此法的特点是:在真空下进行冶炼，不受大气污染，真空为冶金反应创造良好条件，提高了碳的脱氧能力;能精确控制和随意调整包括活泼金属元素在内的成分，从而提高钢的质量。但也存在不足之处:调整易挥发成分较困难;有一定成分偏析，金属收得率较低。鉴于以上原因，多与电渣重熔或真空电弧重熔组合使用。 3.真空感应熔炼的适用产品及实际应用 （1）轴承钢 真空熔炼的轴承钢其夹杂物总量降低、尺寸减少，并较均匀地分布在钢锭中，不成链条状。真空轴承钢点状夹杂物评级为1--1. 5级，而一般轴承钢为2. 5级。 （2）结构钢 结构钢从横断面上力学性能的均匀性十分重要，真空熔炼能提高横向塑性达到或接近纵向水平。 （3）不锈钢 采用不锈钢返回料在真空感应炉中重熔，可使其碳的质量分数降至0.02%以下、由此获得良好的抗腐蚀性能。同时，由于氧含量低，对钢的冲击韧度有很大的影响。 （4）变压器钢和磁性合金 金属中硫、碳、氧、氮和非金属夹杂物对硅钢的磁性和塑性有很大的影响。真空感应熔炼可以得到含杂质很少的变压器钢。 （5）耐热合金 铁基、镍基租钻基耐热合金均含有大量活性元素铝、铁、硼、铭等，在大气下冶炼的成品中有相当多的氧化物和氮化物，造成锻造困难，并会引起表面缺陷，故成材率低。真空感应熔炼可克服这些缺点，获得化学成分准确而均匀的、性能稳定的合金。 (二)真空电弧重熔 真空电弧重熔法(Vacuum Arc Remelting)简称VAR法。真空电弧炉分为自耗炉和非自耗炉两种，前者应用广泛，它是将需要熔炼的材料做成电极，电极本身熔化到水冷结晶器中凝结成锭，故常称真空电弧重熔。 1.基本原理及冶炼特点 VAR法是在高真空下，金属电极在直流电弧的高温作用下迅速地熔化并在水冷结晶器内进行再凝固，当液态金属以熔滴的形式通过近5000K的电弧区域并向结晶器中过渡以及在结晶器中保持和凝固的过程中，发生一系列的物理化学反应，使得金属得到精炼，真空电弧重熔法的实质就是借助于直流电弧的热能把已知化学成分的金属自耗电极在低压气氛中一层一层地进行重新熔炼并使去除非金属夹杂的钢水依次冷却，一层层地凝固，以提高其质量的熔炼过程。 2.真空电弧重熔的优缺点 此法发展很快，其原因是由于在真空下精炼去除气体和