Slitina na bázi niklu označuje druh slitiny s vysokou pevností a určitou odolností proti oxidaci a korozi při 650 ~ 1000 stupních, včetně žáruvzdorné slitiny na bázi niklu, slitiny odolné proti korozi na bázi niklu, slitiny odolné proti opotřebení na bázi niklu, přesná slitina na bázi niklu a slitina s tvarovou pamětí na bázi niklu. Všechny mají velmi důležité aplikace, jako jsou superslitiny na bázi niklu, které se často používají při výrobě lopatek leteckých motorů a raketových motorů, jaderných reaktorů, zařízení pro přeměnu energie atd., a slouží ve špičkových oblastech letectví, výroby energie. , národní obrana, lékařské ošetření a jaderný průmysl.
Vzhledem k vysokému bodu tání původních složek slitiny na bázi niklu a vysokým požadavkům na její čistotu se proces tavení slitiny na bázi niklu liší od konvenčního způsobu tavení, který je velmi unikátní. Shrnutí je následující:
1. Vakuové indukční tavení (VIM)
Vakuové indukční tavení (VIM) je metoda tavení využívající elektromagnetickou indukci ke generování vířivého proudu v kovových vodičích k ohřevu vsázky pece za podmínek vakua.
VIM může poskytnout maximální kontrolu chemického složení, aby se zabránilo kontaktu roztavené kapaliny s vodíkem, kyslíkem a dusíkem v atmosféře. Elektromagnetické míchání může nejen učinit roztavenou kapalinu stejnoměrnou, ale také kontinuálně přivádět reaktanty na rozhraní taveniny a vakua, takže následná rafinační reakce může probíhat hladce. Obsah plynu a těkání a precipitace nekovových vměstků mohou výrazně zlepšit mechanické vlastnosti většiny superslitin.
Pec VIM je důležitým tavicím zařízením pro výrobu superslitin na bázi niklu, korozivzdorných slitin a dalších speciálních slitinových materiálů. Zejména u slitin obsahujících aktivnější prvky, jako je hliník a titan, je třeba použít vakuové indukční tavení.
2. Elektrostruskové přetavování (ESR)
Elektrostruskové přetavování (ESR) je metoda tavení využívající jako zdroj tepla odporové teplo generované při průchodu proudu roztavenou struskou. Jde o to, že proud prochází odporovým teplem lázně kapalné strusky, aby roztavil kovovou elektrodu a roztavený kov se sbíhá do kapiček. Když kapky padají, procházejí vrstvou strusky a vstupují do lázně roztaveného kovu a poté krystalizují a tuhnou do ocelových ingotů ve vodou chlazeném krystalizátoru. Elektrostrusková metalurgie je v současnosti důležitým prostředkem výroby vysoce kvalitních materiálů. Kombinuje vysokoteplotní tavení, chemickou rafinaci a kondenzační krystalizaci k výrobě vysoce kvalitních ingotů. Má výhody vysoké čistoty, nízkého obsahu síry, méně nekovových inkluzí, hladkého povrchu ingotů, rovnoměrné a husté krystalizace, jednotné metalografické struktury a chemického složení a je široce používán v letectví, armádě, energetice, stavbě lodí, elektronice, petrochemie Těžké stroje a doprava jsou důležitými oblastmi národního hospodářství.
3. Vakuové tavení spotřebního materiálu obloukem (VAR)
Vacuum Arc Remelting (VAR) je použití stejnosměrného napájení k vytvoření oblouku mezi elektrodou a měděnou základní deskou kelímku umístěnou ve vodním plášti pod vakuem. Obloukový ohřev vytváří vysoké teplo, taví elektrodu, taví elektrodu a tvoří roztavenou lázeň ve vodou chlazeném měděném kelímku. Roztavený kov dokončuje rychlé tuhnutí, krystalizaci a tuhnutí do ingotů.
Vakuové obloukové tavení se obecně používá k rafinaci snadno oxidovatelných kovů a slitin, jako je nerezová ocel, superslitina, titan zirkonium tantal niob wolfram molybden atd., což snižuje ztráty aktivních prvků (jako jsou Al a Ti) a proces tuhnutí ingotů je ovladatelný, výrazně zlepšuje čistotu, stejnoměrnost, odolnost proti únavě a lomovou houževnatost ingotu. Proto je konzistence a jednotnost její struktury dobrá, počet vměstků je malý a čistota slitiny se dále zlepšuje. Vakuové obloukové tavení je velmi vhodné pro tavení speciální oceli, aktivních a žáruvzdorných kovů jako je titan, molybden a niob.
Je pozoruhodné, že většina speciálních materiálů, jako jsou vysoce kvalitní superslitiny a korozivzdorné slitiny doma i v zahraničí, se nevyrábí jediným procesem, ale dvojitým nebo trojím procesem, tedy vakuovou indukční pecí a elektrostruskovou přetavovací pecí (VIM plus ESR) nebo vakuová indukční pec plus vakuová spotřební pec (VIM plus VAR). Existuje také několik drsných průmyslových odvětví, jako jsou vojenské produkty, které vyrábí (VIM plus ESR plus VAR).
