Legierung auf Nickelbasis bezieht sich auf eine Art Legierung mit hoher Festigkeit und gewisser Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit bei 650 bis 1000 Grad, einschließlich hitzebeständiger Legierung auf Nickelbasis, korrosionsbeständiger Legierung auf Nickelbasis, verschleißfester Legierung auf Nickelbasis, Präzisionslegierung auf Nickelbasis und Formgedächtnislegierung auf Nickelbasis. Sie alle haben sehr wichtige Anwendungen, wie z. B. Superlegierungen auf Nickelbasis, die häufig bei der Herstellung von Flugtriebwerksschaufeln und Raketentriebwerken, Kernreaktoren, Energieumwandlungsgeräten usw. verwendet werden und den High-End-Bereichen der Luftfahrt und der Stromerzeugung dienen , Landesverteidigung, medizinische Behandlung und Nuklearindustrie.
Aufgrund des hohen Schmelzpunktes der ursprünglichen Bestandteile der Nickelbasislegierung und der hohen Anforderung an deren Reinheit unterscheidet sich der Schmelzprozess der Nickelbasislegierung vom herkömmlichen Schmelzverfahren, das sehr einzigartig ist. Die Zusammenfassung lautet wie folgt:
1. Vakuuminduktionsschmelzen (VIM)
Vakuuminduktionsschmelzen (VIM) ist ein Schmelzverfahren, bei dem elektromagnetische Induktion verwendet wird, um Wirbelströme in Metallleitern zu erzeugen, um die Ofenbeschickung unter Vakuumbedingungen zu erhitzen.
VIM kann die maximale Kontrolle der chemischen Zusammensetzung bieten, um den Kontakt von geschmolzener Flüssigkeit mit Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff in der Atmosphäre zu verhindern. Elektromagnetisches Rühren kann nicht nur die geschmolzene Flüssigkeit gleichmäßig machen, sondern die Reaktanten auch kontinuierlich an die Schmelz- und Vakuumgrenzfläche bringen, so dass die anschließende Raffinationsreaktion reibungslos ablaufen kann. Der Gasgehalt und die Verflüchtigung und Ausfällung von nichtmetallischen Einschlüssen können die mechanischen Eigenschaften der meisten Superlegierungen stark verbessern.
Der VIM-Ofen ist eine wichtige Schmelzanlage für die Herstellung von Superlegierungen auf Nickelbasis, korrosionsbeständigen Legierungen und anderen speziellen Legierungsmaterialien. Insbesondere für Legierungen, die aktivere Elemente wie Aluminium und Titan enthalten, muss das Vakuuminduktionsschmelzen verwendet werden.
2. Elektroschlacke-Umschmelzen (ESU)
Elektroschlacke-Umschmelzen (ESU) ist ein Schmelzverfahren, bei dem die Widerstandswärme, die entsteht, wenn der Strom durch die geschmolzene Schlacke fließt, als Wärmequelle genutzt wird. Das heißt, der Strom fließt durch die Widerstandswärme des flüssigen Schlackenbades, um die Metallelektrode zu schmelzen, und das geschmolzene Metall konvergiert zu Tröpfchen. Wenn die Tröpfchen fallen, passieren sie die Schlackenschicht und treten in das Metallschmelzbad ein, kristallisieren und verfestigen sich dann in dem wassergekühlten Kristallisator zu Stahlbarren. Die Elektroschlacke-Metallurgie ist derzeit ein wichtiges Mittel zur Herstellung hochwertiger Werkstoffe. Es kombiniert Hochtemperaturschmelzen, chemische Raffination und Kondensationskristallisation, um hochwertige Barren herzustellen. Es hat die Vorteile von hoher Reinheit, niedrigem Schwefelgehalt, weniger nichtmetallischen Einschlüssen, glatter Barrenoberfläche, gleichmäßiger und dichter Kristallisation, gleichmäßiger metallografischer Struktur und chemischer Zusammensetzung und wird häufig in der Luft- und Raumfahrt, beim Militär, im Energiebereich, im Schiffbau, in der Elektronik, Petrochemie Schwermaschinen und Transportwesen sind wichtige Bereiche der Volkswirtschaft.
3. Lichtbogenschmelzen im Vakuum (VAR)
Beim Vakuumlichtbogenumschmelzen (VAR) wird eine Gleichstromversorgung verwendet, um einen Lichtbogen zwischen der Elektrode und der Kupfertiegelgrundplatte zu erzeugen, die im Wassermantel unter Vakuum angeordnet ist. Die Lichtbogenheizung erzeugt hohe Hitze, schmilzt die Elektrode, schmilzt die Elektrode und bildet ein Schmelzbad im wassergekühlten Kupfertiegel. Das geschmolzene Metall vervollständigt die schnelle Erstarrung, Kristallisation und Erstarrung zu Barren.
Das Vakuum-Lichtbogenschmelzen wird im Allgemeinen verwendet, um leicht oxidierbare Metalle und Legierungen wie Edelstahl, Superlegierungen, Titan-Zirkonium-Tantal-Niob-Wolfram-Molybdän usw. zu veredeln, wodurch der Verlust an aktiven Elementen (wie Al und Ti) und der Blockerstarrungsprozess reduziert werden ist kontrollierbar, wodurch die Sauberkeit, Gleichmäßigkeit, Ermüdungsbeständigkeit und Bruchzähigkeit des Barrens erheblich verbessert werden. Daher ist die Konsistenz und Einheitlichkeit seiner Struktur gut, die Anzahl an Einschlüssen gering und die Reinheit der Legierung weiter verbessert. Das Vakuumlichtbogenschmelzen eignet sich sehr gut zum Schmelzen von Edelstählen, Aktiv- und Refraktärmetallen wie Titan, Molybdän und Niob.
Bemerkenswert ist, dass die meisten Sonderwerkstoffe wie hochwertige Superlegierungen und korrosionsbeständige Legierungen im In- und Ausland nicht in einem einzigen Verfahren, sondern in einem Doppel- oder Dreifachverfahren, also Vakuuminduktionsofen plus Elektroschlacke-Umschmelzofen (VIM plus ESU) oder Vakuum-Induktionsofen plus Vakuum-Einbrennofen (VIM plus VAR). Es gibt auch einige raue Industrien, wie z. B. Militärprodukte, die von (VIM plus ESR plus VAR) hergestellt werden.
