冶炼方法
真空感应熔炼
其特点是在较优质的原材料条件下,能够冶炼纯净度较高气体含量较少,化学成份控制精确的合金。这是由于真空感应炉具备有钢液长期在高真空下精炼;强烈的感应搅伴以及中间取样手段等功能所致,从容量来看亦有不断扩大趋势,如美国已有15吨容量的大型真空感应炉用以生产高温合金和精密合金,西德有一台世界上的30吨真空感应炉。
镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构。在不锈钢中增加镍的一个主要原因就是形成奥氏体晶体结构,从而改善诸如可塑性、可焊接性和韧性等不锈钢的属性,所以镍被称为奥氏体形成元素。
含镍量达5%可提高低碳结构钢的抗拉强度和硬度。在碳素钢中含有3%镍,可改善其抗拉强度、冲击韧性、屈服点和变形能力。含镍1%-4%的NiCrMo结构钢,由于这种钢的抗拉强度同质量的比值合适,所以很适于在汽车、机车和机器制造业中。耐磨构件用钢除这几种元素外,还含有碳。重要的含镍钢种和的用户却是不锈钢和耐热特殊钢。例如Cr18Ni9Ti、Cr17Ni11Mo2等一系列耐热不锈钢,热加工性能良好,在机械、医疗、*、轻工中得到广泛的应用。
镍在铸铁中有轻微的石墨化作用,可稳定珠光体和减少铁素体含量。因此铸铁中的镍有助于取得均匀而一体的结构和良好的性能。添加少量的镍(Ni0.1%-1.0%)会导致形成微细的珠光体,当含镍量较高时,会形成马氏体和奥氏体。微细而稳定的珠光体可使铸铁具有良好的加工性能和硬度。因此,加镍铸铁件可用来制造汽车制造业中的铸件。
为了解决铸锭的质量问题,核心是如何在浇注过程中防止二次氧化的问题。
1)真空浇注,即在真空条件下完成浇注作业,如真空感应炉,但缺点是投资大,操作费用高;
2)保护浇注,即在钢包底部水口周围按装惰性气体保护装置,防止空气对钢液的沾污。同时在钢锭模钢液表面放置保护渣以与空气隔绝;
3)水平连注,对于小批量高合金钢而言,水平连注将是一种十分有效的方法,这是因为水平连注不仅在提高成材率降低成本等方面,而特别是在防止浇注中二次氧化有它的*特的优越性.这是由于水平连注机的中间包直接与结晶器连接,呈现了完整的全封闭系统,同时由于钢液直接在水冷的铜结晶器中快速冷却,这种*特的结晶组织使一切热加工性能较差的合金有了明显的改善,上海钢研所已开展水平连注技术的研究。
当前世界上水平连注技术正处于*发展时期,已有较多突破。在这方面卓有成效的有美国、西德、意大利和日本等
冶炼方法
电弧炉冶炼
用电弧炉来冶炼精密合金无疑是一种对旧传统的突破。正如前述,就整个精密合金来说,它有各种各样不同的要求,针对具体要求选用经济的方法来冶炼,是比较科学而合理的,上海钢铁研究所早在1974年开始应用电弧炉冶炼4J29等30种牌号的精密合金沿用,已取得了良好的效果,以后国内一些兄弟单位亦络续开始采用。与此同时,随着一近年来国外对电弧炉装备和工艺改革发展*,以此为借鉴,可使精密合金采用电弧炉冶炼取得更好的发展。