特种冶金新进展

对特种冶金，包括真空冶金（真空感应脱气浇注、冷坩埚感应悬浮熔炼、电子束连续熔炼），等离子冶金及电渣冶金（真空电渣重熔、高压电渣重熔、电渣快速重熔、电渣复合技术）的新进展进行分析，并对发展方向予以评述。     

冷坩埚感应悬浮熔炼技术

冷坩埚熔炼是被世界各国公认的尖端技术，广泛用于活泼金属，难熔和特种材料的研究和开发。最近这项技术正在发展成为冷坩埚悬浮熔炼技术。钢铁研究总院成功地开发了２．５ｋｇ级冷坩埚真空感应悬浮熔炼技术和装备。本文介绍了这一技术的发展过程、历史背景和实际应用。     

特殊钢特种冶金技术的新发展

特殊钢是钢铁材料中的高技术含量产品,其生产和应用代表了一个国家的工业化发展水平。重点对生产高品质特殊钢的真空感应熔炼技术、电渣冶金技术、真空自耗重熔技术和电子束重熔技术的最新进展进行了介绍。特殊钢冶炼新技术的不断出现和发展必将使特殊钢的质量得到不断提高,从而在国民经济建设中发挥重要的作用。     

真空冶金新进展

对真空冶金,包括真空熔炼（真空感应脱气浇注、冷坩埚熔炼、真空双电极电弧重熔、真空电渣炉、高压电渣熔炼、多功能电子束炉）,以及真空二次精炼（吹氧循环脱气、不锈钢真空转炉精炼等）的近期进展和发展方向作了综合论述     

冷坩埚真空感应半悬浮熔炼技术及其工艺

冷坩埚真空感应熔炼是将水冷的分辨坩埚置于线圈的交变磁场中，利用感应加热的原理，在真空状态下对材料进行的半悬浮熔炼。该技术的特点在于被熔材料与坩埚壁保持非接触状态，且有磁场的强烈搅拌作用。冶炼出的材料含杂质少，成分均匀，性能改善，特别对活性材料，效果更佳。     

特种冶金新进展(续)

3 电渣冶金 电渣冶金正处于稳定的发展阶段,在21世纪将在以下几个方面具有优势: (1)电渣重熔在中型及大型锻件生产中,将处于垄断地位,如300MW以上的汽轮机及发电机转子、核电站压力壳及主管道、大型水轮机叶片及大轴等用的毛坯。     

冷坩埚真空感应半悬浮熔炼技术及其工艺实践

冷坩埚真空感应熔炼是将水冷的分瓣坩埚置干线圈的交变磁场中，利用惑应加热的原理，在真空状态下对材料进行的半悬浮熔炼。该技术的特点在于被熔材料与坩埚壁保持非接触状态，且有磁场的强烈搅拌作用。冶炼出的材料含杂质少，成分均匀，性能改善，特别对活性材料，效果更佳。     

电渣感应熔炼过程中铁水气化脱硫研究

本文研究了电渣感应熔炼过程中铁液的气化脱硫特征。研究表明：在一定的试验试验下，５ｍｉｎ内铁液中的硫含量从０．０７６％降至０．００８％，气化脱硫率可达７０％；随渣中ＣａＯ含量及ＣａＯ／ＳｉＯ２的增加，气化脱硫率降低，而Ｆｅ２Ｏ３增加使气化脱硫率增加。     

电渣冶金的回顾与展望

制备超纯优质金属材料的精细冶金不断地向前发展,近期电渣冶金的进展令人瞩目。高压电渣重熔（ＰＥＳＲ） ,真空电渣重熔（ＶａｒＥＳＲ） 使重熔金属质量达到高纯水平。电渣热封顶（ＥＳＨＴ） 生产巨型钢锭具有技术与经济上的潜在优势     

真空感应熔炼过程炉衬材料向钢液供氧现象的研究

通过50kg镁砂坩埚和25kg氧化钙砂坩埚真空感应炉进行了真空熔炼过程炉衬耐火材料向钢液供氧试验，以研究炉衬耐火材料向钢液供氧的基本规律和影响炉衬向钢液供氧的主要因素。试验结果表明，在超低氧范围内对钢液进行深度脱氧时，避免炉衬分解对钢液供氧是进一步脱氧的关键；在0．5～10Pa的真空下，随真空度和熔池钢水温度升高，炉衬分解向熔池供氧增加，并且钢中最终氧含量随钢液碳烧损量的增加而增加；镁砂炉衬向钢液的供氧量大于氧化钙炉衬向钢液的供氧量。     

21世纪电渣冶金的新进展

电渣技术经过46年的发展，已形成“电渣冶金”新学科，包括电渣重熔(ESR)、电渣熔铸(ESC)、电渣转注、电渣浇注、电渣离心浇铸、电渣热封顶、电渣焊接和电渣复合等。目前世界电渣钢年生产能力120万t，用于生产低合金高强度钢、轴承钢、工模具钢、不锈耐热钢和高温合金。最大电渣锭重200t，正在设计建造360t电渣重熔炉。高压电渣重熔(PESR)和真空电渣重熔(VacESR)使重熔金属质量达到高纯水平。电渣热封顶生产的大型电渣锭成本是普通电渣锭生产成本的1／4，具有技术和经济上的潜在优势。述评了优质大型电渣锭制备，真空电渣重熔、高压电渣重熔，快速电渣重熔技术的进展和电渣重熔炉型的发展趋势。     

超洁净钢和零非金属夹杂钢

应针对不同钢种和用途 ,应用相应的精炼技术 ,达到超洁净钢对纯净度的要求 ,诸如超低硫钢要求 [S]≤ (5～ 10 )× 10 - 6 ,超低磷钢 [P]≤ 2 0× 10 - 6 ,低氮钢 [N]≤ 2 0× 10 - 6 ,显微夹杂钢要求钢中夹杂物尺寸≤2 0 μm等。零非金属夹杂钢为钢中夹杂物高度弥散、夹杂物尺寸≤ 1μm的钢。从理论上分析了零非金属夹杂钢制备的可能性。探讨了采用冷坩埚真空感应悬浮熔炼制备零夹杂钢的冶金工艺。采用中频感应炉熔炼 ,真空感应炉初精炼 ,真空凝壳炉或真空电子束熔炼深精炼可使超洁净钢中的Alsol<10× 10 - 6 ,[S]<10× 10 - 6 ,[T .O]<2× 10 - 6 ,[N]<15× 10 - 6 。     

Effect of smelting process on inclusions in C- Cr- Ni- Mo stainless steel and its mechanical properties

The effect of two smelting processes (process 1: vacuum induction melting + electroslag remelting and process 2??vacuum induction melting + vacuum arc remelting) on the inclusions in C- Cr- Ni- Mo stainless steel ingot and its mechanical properties were comparatively investigated by means of Aspex Explorer, scanning electron microscopy and EDAX spectrometer. The results show that the mass fraction of gas in the steel ingot casted through process 2 is less than 25??10-6 with irregular shaped Al2O3 inclusions. On the other hand, the mass fraction of gas in the steel ingot casted through process 1 is approximate to 100??10-6 with evenly distributed Cr2O3, Al2O3 inclusions in the size around 5??m. It is obvious that the number of oxide inclusions in ingot casted through process 1 is larger than that in ingot casted through process 2, due to the higher mass fraction of oxygen. Meanwhile, the impact toughness and ductility of specimens sampling from ingot casted through process 1 are clearly lower than those sampling from ingot casted through process 2. Thus, the conclusion could be carefully drawn that taking process 2 could significantly contribute to reducing the mass fraction of gas in steel and improving the cleanliness of steel. Therefore, the higher toughness and ductility of the steel could be obtained.     

电渣重熔技术在中国的应用和发展

中国电渣冶金起步于１９５８年,至今,全国所有特殊钢厂都建立了电渣重熔车间,拥有工业电渣炉８６台,年生产能力１０万ｔ,产品包括估质合金 与超级合金２４３个牌号。     

特殊钢方坯连铸的发展

为满足成品棒材组织结构的要求，生产齿轮钢、高碳铬轴承钢等合金钢的连铸坯断面直径在350mm以上为宜，减少中间包钢水过热度，采用铸模电磁搅拌和低速浇铸等可防止柱状晶裂纹和减少中心疏松和偏析。     

真空感应炉坩埚材质对镍基合金Inconel 690氧硫含量的影响

研究和分析了200 kg和500 kg真空感应炉镁质（/%:97.60MgO、1.34CaO）、钙质（/%:98.70CaO、0.55MgO）和铝镁质（/%:85.57Al₂O₃、11.36MgO、2.47CaO）坩埚对所熔炼的Inconel 690镍基合金（/%:0.01～0.03C、27.0～31.0Cr、7.0～11.0Fe）中氧、硫含量的影响。结果表明,铝镁质坩埚冶炼的合金中氧含量最低,为（10～15）×10^-6[O]和（50～60）×10^-6[S];CaO坩埚冶炼的合金中硫含量最低,为10×10^-6[S]和（27～48）×10^-6[O];MgO坩埚冶炼的合金中氧、硫含量较高,为（50～60）×10^-6[S]和（24～35）×10^-6[O]。     

冶炼工艺对GH871合金裂纹扩展速率的影响

对GH871合金的裂纹扩展速率及扩展行为的研究结果表明由于真空冶炼降低了弱化合金晶界的有害元素Pb含量,显著降低了该合金的裂纹扩展速率。