Плавка вакуумно-дуговая

Электронно-лучевые и плазменные печи. В зависимости от требований, предъявляемых к литым заготовкам, а также от марки выплавляемого жаропрочного сплава и вида шихты, применяют различные варианты плавки с использованием вакуумных дуговых печей (ВДП) и электронно-лучевых печей (ЭЛП). [c.253]

Рис. 145. Схема вакуумно-дуговой гарнисаж-ной плавки

Рис. 107. Малоцикловая выносливость стали (состав см. рис. 105) электроду-говой плавки (штриховые линии) и после вакуумно-дугового переплава (сплошные линии).

Уровень скоростей, при которых достигаются существенные изменения в протекании рабочих процессов, также весьма различен. Так, при электромагнитном перемешивании расплава в индукционных тигельных или вакуумных дуговых печах речь идет о скоростях порядка 0,3—3,0 м/с при перемешивании в небольших электронно-лучевых печах, в устройствах для зонной плавки и перекристаллизации, а также в электромагнитных кристаллизаторах — от единиц до десятков миллиметров в секунду. [c.52]

Механические свойства молибдена вакуумно-дуговой плавки при статическом нагружении [39] [c.318]

Из-за высокой реактивной способности молибдена, ниобия, тантала и вольфрама их плавление или спекание ведут в защитной среде инертного газа высокой чистоты или в вакууме. В вакуумной дуговой печи рекомендуется производить плавку только очень чистых слитков металла, так как степень очистки в ней относительно небольшая. Электронно-лу- [c.33]

Современное сталелитейное производство использует дуплекс-процесс, на первом этапе которого получают сплавы в мощных вакуумных дуговых или индукционных печах емкостью до нескольких десятков тонн. На втором этапе применяют вакуумные печи малой емкости, из которых производится отливка изделий. Однако вакуумная плавка — дело непростое. Получить и сохранить глубокий вакуум трудно и дорого. Кроме того, такие компоненты жаропрочных сплавов, как марганец и хром, лри вакуумной плавке испаряются. Гораздо эффективнее плазменно-дуговая плавка и плазменно-дуговой переплав. [c.34]

Еще лучшие результаты по сочетанию прочности и нечувствительности к надрезу получаются у металла вакуумно-дуговой плавки. [c.175]

Изменение оптимального давления цезия связывают с изменением работы выхода эмиттера вследствие диффузии молибдена. Такие данные исследования материала катода после 9000 ч работы получены на реакторе AV 139 (табл. 2.2) [65]. Катодом здесь являлся молибденовый цилиндр, покрытый слоем вольфрама толщиной 150 мкм осаждением его из газовой фазы анодом — молибден вакуумной дуговой плавки. Меж- [c.25]

Легирующие элементы, образующие когерентные фазы в стали, часто присутствуют в ней в виде неметаллических частиц, таких, как окислы, фториды, сульфиды или силикаты, которые способствуют возникновению напряжений в матрице и увеличивают тенденцию к разрушению. Они могут представлять собой частички шлака, могут быть продуктами окисления специально вводимых материалов или могут образоваться в результате реакции неметаллических примесей (таких, как сера) с железом. Они почти всегда вредны. Задачей сталелитейного производства является уменьшение их размера и числа. Содержание серы, которая образует наиболее опасные включения, должно быть минимальным. Количество окислов можно уменьшить применением соответствующей технологии наведения шлаков, выдержки, отливки и очистки слитков. Качество стали, имеющей много неметаллических включений различного типа и размера, может быть улучшено в результате применения различных методов получения, которые в смысле их положительного влияния можно расположить в таком порядке открытая плавка, электродуговая плавка, высокочастотная плавка, электрошлаковый переплав, вакуумный дуговой переплав и электронно-лучевая очистка. Однако большинство этих процессов дорогие и малопроизводительные. Включения редко однородно распределяются в слитке и концентрируются обычно в донной (или в верхней части пористых слитков) части изложницы, так как имеет место перемешивание и разбрызгивание при заливке сверху. Поэтому количество их будет минимально, если отбросить верхнюю и нижнюю части металл -ческого слитка. [c.55]

Стальной слиток изготавливается в процессе электрошлакового переплава, потому что при вакуумной дуговой плавке удаляется азот, который содействует получению высокого предела прочности. Затем слиток прошивают и проковывают в кольцо, примерно равное по высоте, но меньшее в диаметре и с большей толщиной стенки, чем в готовом виде. Поковку нагревают до температуры образования твердого раствора и закаливают для получения аустенитной структуры. Затем кольцо развальцовывают при помощи либо конусной оправки при температуре 180° С, либо взрывного расширения. Здесь может быть несколько этапов расширения и промежуточных нагревов. Кольцо окончательно освобождается от напряжений при 300° С (рис. 15.16). При обработке такого типа отверстие расширяется больше (50—60%), чем периферийные области (30—35%). Свойства материала готового кольца сильно меняются от высоких значений пределов проч- [c.238]

Развитие вакуумной техники обеспечило возможность создания вакуумно-дуговых агрегатов для плавки слитков в промышленных условиях. Производство слитков массой до нескольких тонн давно перестало быть сложной проблемой технически возможно изготовление слитков массой до 17,0 т, что по объему соответствует [c.230]

В вакуумных индукционных печах (ВИП) выплавляют нержавеющие и жаропрочные стали повышенного качества для деталей ответственного назначения. Наиболее часто вакуумная индукционная плавка применяется при получении фасонных отливок и слитков для последующего передела на листы, трубы и фасонный прокат. В последние годы ВИП используют для получения электродов с последующим переплавом их в электрошлаковых и особенно в вакуумно-дуговых и электроннолучевых печах. [c.205]

Электроннолучевой переплав сочетает в себе возможности вакуумной дуговой плавки с нагревом металла до высокой температуры и более глубоким вакуумом 1,33- 10 2— 1,33-10 н/ж (10- — 10 мм рт. ст.). Принцип метода состоит в том, что пучок электронов высокой мощности бомбардирует и расплавляет электрод, капли с которого падают в медный водоохлаждаемый кристаллизатор. Слиток вытягивается с помощью возвратно-поступательного движения штока (с поддоном). Предусмотрено вращение электрода. [c.214]

Еще два фактора, которые приходится регулировать при вакуумно-дуговой плавке, - это эффекты магнитного поля и упомянутая скорость плавления электрода. Поскольку в установке использован постоянный ток, возникновение сильных магнитных полей нельзя считать необычным явлением. Эти поля могут концентрироваться поддерживающей стальной рамой и взаимодействовать с током в расплавленной ванне, вызывая перемещение жидкого металла и влияя на стабильность дуги. И то, и другое явление может стать причиной возникновения кристаллизационных дефектов. Принимают все [c.137]

Вакуумно-дуговой переплав осуществляется под вакуумом, поэтому нельзя забывать о возможных потерях элементов с высокой упругостью пара. Однако многие из этих элементов представляют собой "сорные примеси", способные, если при-. сутствуют в достаточных количествах, оказывать пагубное влияние на свойства сплава иными словами, удаление таких элементов, как свинец, висмут, олово, мышьяк и цинк, является благоприятным событием. Но опасность потерь в таких летучих элементах, как марганец и медь в сплавах, где их содержание строго определено, требует некоторых изменений в практике вакуумно-дугового переплава. В этих случаях плавку ведут под некоторым парциальным давлением азота или аргона, либо заблаговременно оптимизируют исходный химический состав электрода. Важно понимать, что вакуумно-дуговой переплав не был предназначен для удаления летучих элементов. Следует помнить и то, что эти элементы, даже если они полезны в том или ином отношении, понижают стабильность дуги. Когда же они образуют мощный конденсат на стенках изложницы, происходит серьезное ухудшение качества поверхности слитков. [c.139]

Процесс вакуумно-дугового переплава изначально был разработан с целью улучшить структуру и свести к минимуму ликвационные явления в слитках суперсплавов, чтобы таким образом обеспечить сплавам максимально возможные свойства уже на стадии их выплавки. Следовательно, в процессе плавки необходимо как можно тщательнее регулировать температурные градиенты и скорость кристаллизации. Подвод тепла с электрической дугой уравновешивается его отводом через слиток к стенкам тигля и базовой плите, а также излучением от поверхности жидкой ванны с ее хорошо знакомой полусферической формой. Именно форма и глубина ванны ответственны за рост дендритов, расстояние между их осями, характер макро- и микроструктуры [13]. Достоинство процесса вакуумно-дугового переплава заключается в том, что он позволяет управлять этими возможностями ванны в заранее заданных пределах, особенно при использовании гелия для охлаждения поверхности раздела слитка и изложницы. Однако с увеличением размера слитков становится все труднее поддерживать оптимальные размер и глубину ванны, в конечном счете это ставит пределы размеру слитка, которому в рамках вакуумно-дугового переплава еще можно придать удовлетворительные свойства. [c.152]

От поглощенных газов Т. рафинируют нагреванием в вакууме не ниже 1 10 мм рт. ст. быстро выделяется из Т. при 800—1200°. Заметное удаление Nj происходит BbiHte 1800—2000° за счет термич. разложения нитрида, упругость диссоциации к-рого равна 4,16 мм рт. ст. скорость разложения TaN достигает максимума при 2400—2450°. Кислород начинает выделяться в виде СО (если в металле есть примесь углерода) при 1350—1400°, быстро выделяется при 1900°. Он удаляется также в виде окисей элементов-примесей, а при высоких темп-рах в виде низшего окисла Т. Хорошими методами очистки Т, от газов являются электроннолучевая плавка, вакуумная дуговая плавка и спекание в вакууме. В связи с поглощением обычных газов все операции, связанные с нагреванием Т., проводят в высоком вакууме или атмосфере очищенных инертных газов (Аг, Не). Способность охрупчиват .-ся при нагревании в атмосфере Hj используют в металлургии для переработки отходов металлич. Т. путем гидрирования, измельчения и (иногда) дегидрирования, получая порошок для применения или добавки к осн. порошку Т. [c.286]

Непрерывно возрастающие требования к качеству стали и сплавов вызвали появление новых высокоэффективных методов плавки и внепечно-го рафинирования жидкого металла. В последние годы широкое распространение получили процессы выплавки металла в вакуумных печах, электрошлаковый переплав, плазменная плавка, вакуумно-дуговой переплав и электроннолучевая плавка. Вместе с тем большое внимание уделяли дальнейшему совершенствованию и разработке новых способов внепечной обработки расплавленного металла, которые при сравнительно малых затратах позволяют получить металл высокого качества. [c.5]

При производстве металлов и сплавов-должна быть обеспечена максимальная однородность и исключение дефектов ликва-ционного и кристаллизационного характера, загрязнения посторонними примесями, газами, малопластичными или легкоплавкими включениями. Для достижения это цели применяют вакуумную индукционную плавку, вакуумный дуговой переплав, бес-тигельную вакуумную индукционную плавку, электроннолучевую и зонную плавки, электрошлаковый переплав, обработку синтетическим шлаком жидкого металла, ва-куумирование жидкого металла в ковше н другие. [c.118]

Развитие машиностроения и приборостроения предъявляет возрастающие требования к качеству металла его прочности, пластичности, газосодержанию. Улучшить эти показатели можно уменьшением в металле вредных примесей, газов, неметаллических включений. Для повышения качества металла "спользуют обработку металла синтетическим шлаком, вакуумную дегазацию металла, плавку в вакуумных печах, электрошлаковый переплав (ЭШП), вакуумно-дуговой переплав (ВДП), вакуумно-индукционный переплав (ВИП), переплав металла в глектронно-лучевых и плазменных печах. [c.45]

Для плавки титановых сплавов широко используют специальные вакуумные дуговые печи с расходуемым электродом (рис. 4.53), Перед плавкой в электроде-держателе 2 печи устанавливают электрод 5, а перед сливным носком тигля 4 укрепляют литейную форму 7. После этого кожух 5 печи герметизируют и вакуумируют. Через токоподвод 1 на электрод подают напряжение, и между ними и тиглем загорается электрическая дуга. По мере наполнения 1нгля жидким металлом плавильную печь поворотным механизмом 6 поворачивают на 90°. Титановый сплав при этом переливается в литейную форму 7. После затвердевания отливки форму удаляют, и цикл повторяется. [c.173]

В процессе плавки, проводимой в вакуумных дуговых печах, содержание примесей в титане, выплавленном из губки, несколько меняется. Летучие примеси (хлористый и металлический магний) удаляются, а содержание водорода значительно снижается. Но могут возникнуть новые загрязнения углеродом, приме-яяемым в качестве электрода в некоторых конструкциях печей. Поэтому в технических условиях авиационной промышленности (АМТУ 388-57) на листы из технического титана марки ВТ1 предусмотрены другие требования по химическому составу, чем для исходной губки, как дано в табл. б. [c.365]

При плавке, обработке и кристаллизации металла в ИПХТ-М и некоторых типах электропечей с охлаждаемым кристаллизатором (вакуумно-дуговых, электронно-лучевых, плазменно-дуговых, электрошлако-вых) расплав непосредственно соприкасается с отдельными металлическими элементами конструкции, работоспособность которых обеспечивается их интенсивным охлаждением. Как указывалось в 1, во избежание загрязнения расплава температура контактирующей с ним поверхности металлических деталей 1 2 не должна превышать определенные значения, зависящие от материалов и гидродинамической обстановки в зоне контакта (обычно - 350-г450 °С). При несколько большей температуре зоны контакта в ней развиваются физико-химические процессы, приводящие к разрушению детали. [c.35]

Дуговой разряд в вакууме изучен применительно к вакуумной дуговой плавке (ВДП), в которой он является основой рабочего процесса. В момент, следующий за зажиганием дуги (еще в первый полупериод изменения тока), на расходуемом электроде и шихте возникают так назъшаемые катодные и анодные пятна и дуга -горит между горячими точками электродов. [c.67]

Ojj, кГ/мм - г—Ф, % 3 — [( Гм/см 4 — коэффициент анизотропии ОП - плавка сталн я электродуговоп печи в обычной атмосфере ЭШП — электро-шлаковын персплав ВДП — вакуумный дуговой переплав ВИ + + ВДП — вакуумная индукционная плавка плюс вакуумный дуговой переплав [c.198]

К таким прогрессивным методам выплавки относятся электро-шлаковый (ЭШП) вакуумно-дуговой (ВДП) и электронно-лучевой переплавы, а также вакуумйроВание металла в процессе плавки и при разливке [85, 861. . [c.167]

Когда требуется высокое качество слитков, используют специальные методы очистки стали. В процессе электрошлакового переплава, например, стальной электрод, отлитый из стали любым из перечисленных выше методов, служит анодом в ванной с флюсом на основе фторида кальция и расплавленный металл оседает на дно ванны, где непрерывно затвердевает. Для получения крупных слитков могут быть использованы электроды различной конфигурации. Этот процесс обеспечивает хорошее распределение частиц интерметаллидов и поэтому позволяет уменьшить отходы, связанные с производством мелких слитков, и в то же время обеспечить получение мелкого зерна. Для получения высококачественной стали используют процесс вакуумного рафинирования. Расход электродов при вакуумной дуговой плавке такой же или несколько больший, чем при электрошлаковом переплаве. Высококачественная сталь может быть также получена электронно-лучевым рафинированием [1]. Плавка в высоком вакууме обеспечивает полную дегазацию и раскисление, улучшение структуры, удаление включений и получение более однородных свойств по всему слитку. Интенсивный перегрев расплавленного металла, который имеет место при электронно-лучевой плавке, способствует удалению легковозгоняющихся примесей, что приводит к увеличению пластичности и повышению коррозионной стойкости. Если необходимо получить крупный по размерам слиток высококачественной стали, можно рекомендовать или процесс непрерывной разливки, или электрошлаковый процесс. [c.64]

Губчатый цирконий получают при нагреве хлорида циркония Zr b с натрием в специальных реакционных сосудах. Плавку губчатого циркония, легирование и рафинирование проводят в вакуумных дуговых печах с расходуемым электродом. Отлитый стержень закладывают в медный или стальной чехол и подвергают горячей экструзии для получения трубы, трубной заготовки или пластины. Затем чехол удаляют и после холодного травления трубную заготовку или пластину подвергают холодной прокатке или вытяжке до получения окончательного размера. Промежуточные отжиги проводят в вакууме. Готовое изделие травят для удаления пленки окислов или нитридов. [c.110]

Существуют два основных способа плавки платиновых металлов и их сплавов. В одном иа них металл непосредственно нагревается в тигле нз окисн кальция на пламени водородно-кислородной или кислородной горелки. В другом спсх-обе применяется высокочастотный индукционный нагрев. Второй способ наиболее широко применяется в промышленности. В последнее время в исследовательских работах, когда необходимо плавить небольшие количества металла, стали применять вакуумные дуговые печи. [c.483]

Решение вопроса получения мягкого железа с еще более низким содержанием углерода было найдено путем разработки технологии выплавки вакуумированного мягкого железа. Суть технологии изготовления вакуумированного мягкого железа заключается в следующем исходную шихту для вакуумно-дуговой плавки выплавляли в обычной электродуговой печи. Требования к состоянию футеровки печи, электродов, составу и качеству шихтовых материалов и шлакообразующих предъявляли такие же, как и при выплавке обычного мягкого железа, расплавление шихты и окислительный период плавки проводили по той же технологии. По окончании продувки ванну выдерживали примерно 10—20 мин, а затем плавку нераскислепной сливали в ковш при температуре не менее 1630° С. Для предупреждения роста металла во время разливки в ковш вводили чушковый алюминий из расчета 1,5/гг/г. [c.157]

Слитки прокатывали на заготовки-электроды диаметром 180 мм и длиной 2,1—2,2 м, которые подвергали затем вакуумному дуговому переплаву. Переплав электродов из не полностью раскисленного металла в вакууме имел целью понизить содержание углерода в низкоуглеродистом железе за счет имеющегося в металле кислорода. Переплав производили на постоянном токе при плотности порядка 45 aj M и разрежении 1,33—0,133 н1м (10- 4-10-3 мм рт. ст.). Более высокая степень разрежения и окисленность металла способствуют лучшему обезуглероживанию. Проведенные по этой технологии опытные плавки дали весьма положительные результаты. Так, например, вакуумно-дуговой переплав плавки, имевшей 0,03% С, снизил содержание его в вакуумиро-ванном металле в три раза. Содержание углерода в вакуумных плавках составило в плавках 1 и 2 0,010°/о, а в плавке 3 0,012%, в плавках 4 и 5 0,013 и 0,010% соответственно. [c.157]

Для маломагнитных сталей некоторых марок введен плавочный контроль магнитной проницаемости металла. Усложняется и контроль неметаллических включений. Для некоторых марок нержавеющей стали электрошла-кового и вакуумного дугового переплава устанавливаются нормативы не только балльной оценки по шкалам ГОСТ 1778—62, но и пределы общего количества включений определенной величины. Так, например, для одной из аустенитных хромоникелевых. сталей, стабилизированной ниобием, количество оксидных включений размером от 7 до 14 мкм на шести шлифах от плавки не должно превышать 10 шт., а размером от 14 до [c.281]

Важным аспектом управления процессом является поддержание постоянной заданной длины дугового промежутка между электродом и слитком [6]. От величины дугового промежутка существенно зависят тепловые потери, форма ванны и качество поверхности слитка. Следовательно, приводной механизм электрода должен быть настолько чувствительным, чтобы поддерживать необходимую длину дугового промежутка и предотвращать внезапные изменения в положении электрода. Обычно в процессе плавки длину дугового зазора поддерживают на уровне 19 мм или менее. Часто при таком режиме металлические капельки образуют мостик между электродом и слитком. Падение напряжения, сопровождающее возникновение такого "мостика", известно как "капельное замыкание" ("drip-short") когда это падение напряжения должным образом настроено на временные и частотные характеристики управляющей системы, оно становится самой употребительной мерой для длины дуги при коротких дуговых промежутках. Итак, вакуумно-дуговой переплав может оказаться нестабильным процессом обычно его ведут в режиме управляемого короткозамкнутого койтура, но он может быть очень чувствительным к качеству электрода, колебаниям давления и устойчивости управляющей системы. [c.137]

Металлургические реакции. Суперсплавы имеют сложные химический состав и часто содержат до 20 легирующих эле ментов. Надежность этих материалов в высшей степени зави сит от того, насколько содержание каждого из них отвечае1 оптимальному. Следовательно, возникает вопрос, наскольк( сильно вакуумно-дуговой переплав изменяет химический состав исходного (после вакуумной индукционной плавки) электрода. Многолетний опыт показал, что вакуумно-дуговбй переплав оказывает очень малое или вовсе не оказывает влияния на содержание основных легирующих элементов суперсплава. Проводили углубленный химический анализ слитков, полученных в результате вакуумно-дугового переплава (при анализе учитывали и содержание и распределение химически) элементов в структуре слитка). Было показано, что главные компоненты - никель, хром, молибден, вольфрам и ниобий присутствуют в заданных концентрациях и равномерно распределены в объеме слитка. Анализ на элементы с большей химической активностью — алюминий и титан, а также эле- [c.138]

Считается, что газовые примеси (кислород, водород и в некоторых случаях азот), присутствующие в составе суперсплавов и сталей после переплава, оказывают вредное влияние на свойства этих материалов. К счастью, вакуумнодуговой переплав дает превосходную Возможность понизить содержание этих примесей, особенно содержание кислорода и водорода. Выделение СО в условиях вакуумно-дугового переплава играет сложную и не вполне понятную роль, правда некоторое "раскисление" углерода должно приводить к снижению концентрации кислорода в сплаве. Водород, благодаря своей химической природе и условиям плавки, удаляется легко. Азот тоже удается удалять, однако не в столь большой степени, как остальные два газа. Образование стойких нитридов мешает удалению большого количества (или вообще предотвращает удаление) азота в газообразном состоянии. Вывод азота из суперсплавов в процессе вакуумно-дугового переплава связан с флотацией нитридов на поверхность жид- [c.139]

Могут проявиться и другие дефекты слитков, присущие процессу вакуумно-дугового переплава, — это дефект, известный под названием три кольца, и дефект "белые пятна". Первый связан с микроликвацией и возникает в результате изменений в направлении дендритного роста. Три кольца нередко объясняют механически нестабильной формой ванны в процессе плавки [5]. Три кольца обычно проявляются в виде колец различного травления слитка или поковки подобно многим микроструктурным неоднородностям это явление можно ослабить или полностью устранить с помощью гомогенизирующих обработок. Недавно предметом забот, связанных с проведением вакуумно-дугового переплава, стали дефекты слитков, проявляющиеся в видё белых пятен. Предложено немало теорий, трактующих проявление этих дефектов. Некоторые из них органически привязаны именно к механизмам вакуумнодугового переплава. Белые пятна не относятся к числу дефектов, часто возникающих в слитках такого переплава, однако их появление вызывает тревогу, ибо продемонстрировано их вредное влияние на качество материала [7]. [c.153]

Это послужило причиной освоения электрической дуговой плавки в вакууме в медном водоохлаждающ,ем тигле (изложнице) с расходуемым электродом из титана. Вследствие высокой теплопроводности меди и быстрого отвода тепла жидкий металл, соприкасаясь со Стенками тигля, затвердевает. Это исключает взаимодействие титана с мбдью. Вакуумные дуговые печи работают на переменном или постоянном токе (чаще). Расходуемый электрод является катодом, расплав —анодом. Выпрямление тока осуществляют с помощью кремниевых или германиевых выпрямителей. Наибольшее распространение в титановой промышленности получили печи, в которых расходуемый электрод готовят вне печи прессованием титановой губки или порошка. Готовый электрод приваривают к электрододержателю (штанге) и помещают в печь, в которой находится водоохлаждаемый медный кристаллизатор (тигель). С помощью электрододержателя к электроду подводят ток и осуществляют его перемещение (рис. 177). [c.398]

Для плавки титановых сплавов широко используют спещ1альные вакуумные дуговые печи с расходуемым электродом (рис. 4.58). Перед плавкой в электродо-держателе 2 печи устанавливают электрод [c.210]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...