Алюминий и хром обеспечивают стойкость сплава к окислению. Они образуют плотные диффузионно-стойкие окислы. Хром и титан повышают стойкость сплава к газовой коррозии.

Следует отметить, что увеличение содержания хрома снижает темпе­ ратуру растворения у'-фазы и максимальную температуру, при которой сплав может сохранять достаточную прочность.

В течение многих лет металловеды, стремясь создать сплав, сочетаю­ щий высокую жаропрочность и высокую стойкость к газовой коррозии, пытались уравновесить влияние противоположных эффектов, вызываемых хромом. В конечном итоге пришли к снижению содержания хрома и к уве­ личению содержания элементов, образующих у'-фазу, а также тугоплавких металлов с целью повышения жаропрочности. К жаропрочным сплавам можно отнести IN 100, MAR М246, TRW VIA, ЖС6У, ВЖЛ12У, K24, K417G.

Сплавы с достаточно высоким сопротивлением газовой коррозии при высокой длительной прочности были получены за счет увеличения содер­ жания хрома в комбинации со сравнительно высоким отношением титана к алюминию и применения тщательно сбалансированных добавок тугоплав­ ких металлов. К таким сплавам относятся IN 738, MAR М242, IN 792, MAR M432, Удимет 500, ЧС 70.

5.6. Термообработка никелевых жаропрочных сплавов

Термическая обработка дисперсионно-твердеющих среднелегирован­ ных сплавов на никелевой основе, приводящая их в структурное состояние с максимальной жаропрочностью, заключается в воздушной закалке с 1100-1200 °С и отпуске (старении) при 700-750 °С в течение 10-16 часов. Максимальная жаропрочность соответствует однородной крупнозернистой структуре и однородным равномерно распределенным дисперсным обра­ зованиям у'-фазы.

При закалке образуется пересыщенный твердый у-раствор с гранецен­ трированной кубической решеткой, период идентичности которой а - = 3,57 А. Нагрев такого закаленного твердого раствора приводит к его рас­ паду, происходящему в несколько стадий.

Прежде всего внутри твердого раствора атомы алюминия и титана пе­ рераспределяются, что приводит к локальным обогащениям раствора эти­ ми примесями. Такой процесс наблюдается не только при низких темпера­ турах отпуска, но и в процессе закалочного охлаждения.

Следующая стадия заключается в появлении в местах, где повысилась концентрация атомов алюминия и титана, второй фазы. На какой-то стадии старения можно уже рентгенофафически определить наличие двух фаз с одинаковой кристаллической решеткой, но несколько отличающихся друг

от друга периодами идентичности (3,58 и 3,60 А). Фаза, обедненная алю­ минием и титаном, - у-фаза; фаза, обогащенная ими (выделившаяся), - у'-фаза.

Если это перераспределение алюминия и титана внутри решетки твер­ дого раствора наблюдается в процессе закалочного охлаждения и в про­ цессе отпуска при 500-600 °С, то у'-фаза, размер частиц и состав которой зависят от температуры и продолжительности отпуска (старения), появля­ ется при 600-800 °С. Так, в случае старения в течение нескольких часов при 700 °С у'-фаза составляет около 20 % объема сплава (и более), размер частиц у'-фазы 200-400 А. Близость решеток у- и у'-фаз приводит к тому, что они до высоких температур отпуска сохраняют когерентную связь. При еще более высокой температуре старения возможно превращение у'-фазы в стабильную при данных температурах р-фазу №зТп Указанные изменения отражаются на микроструктуре и свойствах сплава.

Очень часто для создания карбидов благоприятных исходных типов и морфологии перед окончательным старением проводят промежуточные термические обработки сплавов. Многоступенчатые термические обработ­ ки применяют и для гомогенизации литой структуры, характеризующейся сильной ликвацией.

Иногда даже в случае полного перехода фазовых составляющих в твердый раствор при 1150-200 °С в литом сплаве часто сохраняются скоп­ ления шаровидных выделений у'-фазы, образовавшиеся при кристаллиза­ ции. Дисперсная у'-фаза имеет вид неравномерно оттененной области. Границы дендрита простерты далеко, и на них имеются выделения некото­ рых карбидов и шаровидной у'-фазы. В скелетообразной структуре денд­ рита содержатся тугоплавкие элементы, обычно выявляемые травлением. Независимо от состояния сплава (гомогенизированное или негомогенизированное) характер исходной дендритной кристаллизации литых сплавов восстанавливается после эксплуатации.

Наиболее желательным является полное устранение термической об­ работки (гомогенизации). Это возможно, если сплав имеет достаточно од­ нородную и дисперсную литую структуру. Детали из сплавов с такой структурой, например ВЖЛ12У, применяются без термической обработки.

5.7. Состав и свойства литых никелевых жаропрочных сплавов

В этом разделе проанализируем тенденции создания жаропрочных сплавов. Состав и свойства литых жаропрочных сплавов приведены в табл. 5.1 и 5.2.

Свойства никелевых сплавов

Сплав IN 100 имеет высокое содержание А1 + Ti, равное 10,65 %, ле­ гирован ванадием (0,9 %). Ванадий присутствует в сплаве не в виде карби­ дов, а в твердом растворе или в у'-фазе. Сплав IN 100 нашел широкое при­ менение в промышленности благодаря хорошему сочетанию прочностных свойств при средних и повышенных температурах, а также повышенной термической стойкости.

В результате оптимизации сплава IN 100 был создан сплав В 1900, жаропрочные свойства которого стали гораздо стабильнее после увеличе­ ния содержания тугоплавких металлов (в частности молибдена), а также снижения содержания хрома и кобальта. Концентрация у'-образующих элементов в сплаве В 1900 не уменьшилась; был введен тантал (около 4 %), но снижено содержание титана, что улучшило литейные свойства сплава. Идея повышения концентрации тугоплавких металлов была реали­ зована при разработке сплавов Rene 80, MAR М200, MAR М246 и TRW NASA VIA. В сплаве MAR M246, созданном на базе сплава MAR М200, вольфрам частично заменен молибденом, при этом в его состав вновь (как и в сплав В 1900) введен тантал. Усовершенствование легирования позво­ лило не только повысить жаропрочные свойства сплава MAR М246 по сравнению со сплавом MAR М200 в рабочем диапазоне температур, но и улучшить пластичность в области «провала» при температурах 700— 800 °С. Самой высокой жаропрочностью из сплавов этой группы обладает TRW NASA VIA, который отличается наиболее сложным легированием: содержание у'-образующих (А1 + Ti + Та) составляет около 15,9 %, в него введены такие дефицитные и дорогостоящие элементы, как тантал (=9 %) и рений (0,4 %). Следует обратить внимание на то, что во всех жаропроч­ ных сплавах этой группы понижено содержание (4-10 %) хрома.

Исследования влияния вольфрама на эксплуатационные свойства ни­ келевых сплавов дали возможность разработать такие жаропрочные ком­ позиции, как сплавы WAZ 20 и WAZ 16, способные работать при темпера­ туре 1100-1200 °С. Однако введение большого количества вольфрама при­ вело к увеличению плотности сплавов, что существенно ограничило об­ ласть их применения.

Пониженное содержание хрома в особо жаропрочных сплавах приве­ ло к падению их коррозионных свойств. Это инициировало изучение воз­ можности введения в сплавы максимально допустимого количества хрома, сохраняющего их свойства на высоком уровне. Для сплавов средней жаро­ прочности, рассчитанных на длительную работу при температурах 700— 900 °С, эту задачу удалось решить: создана серия литейных сплавов IN

738, IN 792, IN 939.

Сплав IN 738, разработанный на основе сплава IN 713 LC, содержит повышенное количество хрома, в нем сбалансировано содержание алюми­

ния и титана, введен вольфрам. Все это обеспечивает его высокую стой­ кость к газовой коррозии и сопротивление термической усталости.

Сплав IN 792 имеет такое же сопротивление газовой коррозии, как сплав IN 738, но большую высокотемпературную прочность, что обуслов­ лено некоторым уменьшением содержания хрома и увеличением содержа­ ния количества титана, вольфрама и тантала.

Сплав IN 939 характеризуется очень высокой стойкостью к горячей солевой коррозии; прочностные свойства его несколько ниже, чем сплавов IN 738 и IN 792. Как показали испытания на длительную прочность (10 000 часов), при напряжении 122 МПа сплав IN 939 способен работать при температуре 884 °С, а сплавы IN 738 и IN 792 - при температурах 895 и 910 °С соответственно.

Применение этих сплавов позволило стационарным газотурбинным энергетическим установкам, использующим низкосортное топливо, на­ дежно работать в течение длительного времени (до 100 000 часов). Их соз­ дание имело значение и для судовых ГТД, надежность работы которых тесно связана со стойкостью материала к воздействию морского солевого тумана.

Необходимо отметить, что с целью повышения стойкости никелевых сплавов к высокотемпературной газовой коррозии провоДяТСЯ работы по дополнительному легированию их металлами платиновой группы (плати­ на, родий, палладий, рутений). В частности, вновь разработанные сплавы RI M l020 и RI M l030, сходные по химическому составу с промышленны­ ми сплавами MAR М200 и MAR М007, содержат до 10 % платины.

Сплавы В 1964, В 1914, В 1925 и В 1981 представляют соб°й практи­ ческую реализацию возможности замены карбидного упрочнения боридным и относятся к группе так называемых ВС-сплавов. При температурах до 1000 °С бориды являются более стабильными образованиЯМИ’ чем каР" биды. Они имеют более благоприятную морфологию и не оозДают хрупкой пленки по границам зерен в процессе длительных зысок°теМпеРатУРных выдержек. Указанные структурные особенности обусловлена10'1' более вы­ сокие пластические свойства сплавов (особенно в областй «пРовала>> при 700-800 °С) и жаропрочность до 1000 °С. Испытания оЛн° го из пеРВЬ1Х сплавов этой серии - сплава В 1950, аналогичного П О составу сплавУ MAR М200, но содержащего до 0,12 % бора и 0,02% углерода, показали, что он может выдерживать нагрузку 660 МПа при 760 °С В течение 400-550 ча­ сов, удлинение при этом равняется 2,5-4 %, для сплава М2000 эти показатели составляют 1,2-47 часов и 0-0,2 % соответствен^0-^

Сплав В 1914 характеризуется хорошим сочетанием м ^ ° н плотности’ высокой прочности и пластичности. Сплавы В 1925 и В j 9^J отличаются повышенным сопротивлением сульфидной коррозии, а с п л ^ ^ имеет максимальную прочность при высоких температурах. СраИ**бНие данных’

приведенных в табл. 5.1 и 5.2, показывает, что наиболее жаропрочный сплав этого класса В 1964 имеет предел длительной прочности до 1000 °С, так же как MAR М246, однако содержание в нем у'-образующих (А1 + Ti), а также тантала значительно выше - 8,8 и 2,65 % против 7,0 и 1,5 % для MAR М246.

Сплавы MAR М007 и MAR М002 представляют собой модификации сплавов В 1900 и MAR М246 соответственно и отличаются от них допол­ нительным легированием гафнием, что привело к улучшению их прочно­ стных и пластических свойств. Так, при 760 °С и нагрузке 660 МПа время до разрушения сплава MAR М007 составляет 86 часов при удлинении 4,8 %; для сплава В 1900 эти показатели равны 19,5 часа и 1,6 % соответст­ венно; при 980°С и нагрузке 200 МПа время до разрушения сплава MAR М007 43 часа, удлинение 7 %, а сплава В 1900 - 30 часов и 5 %.

Одним из важных направлений работ по созданию композиций спла­ вов являются исследования, связанные с разработкой жаропрочных мате­ риалов, экономно легированных такими элементами, как кобальт, тантал и др., запасы которых в земной коре постепенно уменьшаются.

Механические свойства российских жаропрочных сплавов приведены в табл. 5.3.

Необходимо отметить, что приведенные в табл. 5.3 данные для спла­ вов типа ЖС получены в результате испытаний на воздухе образцов диа­ метром 5 мм без защитного покрытия; данные табл. 5.2 отражают резуль­ таты испытаний образцов диаметром 6,4 мм при температурах выше 900 °С либо в среде инертного газа аргона, либо с защитным покрытием. Как известно, при меньшем диаметре образцов отрицательное влияние де­ фектов, а также окисления сказывается сильнее. Указанные обстоятельства необходимо учитывать при сопоставлении данных табл. 5.2 и 5.3, в осо­ бенности при температурах выше 900 °С и длительных базах испытаний.

6.ПЛАВКА ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ

6.1.Выплавка мерной шихтовой заготовки

Существуют разнообразные технологические процессы выплавки сплавов. К ним относятся:

-индукционная плавка на воздухе;

-индукционная плавка в вакууме;

-дуговая плавка на воздухе;

-вакуумный дуговой переплав слитков открытой плавки;

-вакуумный дуговой переплав слитков вакуумной плавки;

-электрошлаковый переплав слитков, выплавленных на воздухе;

-электрошлаковый переплав слитков индукционной плавки в ва­

кууме;

-плазменная плавка в огнеупорном тигле;

-плазменная гарниссажная плавка;

-электронно-лучевая плавка и др.;

Способы выплавки наряду с чистотой шихтовых материалов оказы­ вают большое влияние на жаропрочные свойства сплавов, а также на ста­ бильность этих свойств.

Наибольшее распространение получил вакуумно-индукционный спо­ соб. Он обеспечивает:

- повышенную чистоту металла, обусловленную уменьшением со­ держания окисных плен и других неметаллических включений в результа­ те глубокой дегазации расплава под вакуумом перед присадкой элементов, обладающих большим сродством с кислородом и азотом (Al, Ti, N B и др.);

- рафинирование расплава от вредных примесей цветных металлов (Рв, Bi и др.), имеющих высокую упругость пара, что способствует улуч­ шению свойств сплава;

-получение металла, стабильного по химическому составу;

-возможность введения в литейные сплавы высокоактивных элемен­ тов-модификаторов, таких как церий, иттрий, цирконий и др.

Для выплавки литейных жаропрочных сплавов применяются шихто-

.вые материалы высших сортов, содержащие минимальное количество вредных примесей и газов, полученные электролитическим способом или с применением специальных химических методов очистки. В качестве ших­ ты также Используют отходы, получаемые при литье деталей.

Во время плавки в плавильной печи поддерживают вакуум 1,33- -0,133 Па (Ю-2 - 10_3 мм рт. ст.).

Технология выплавки литейных сплавов в вакуумных печах полуне­ прерывного действия включает в себя:

-загрузку и расплавление шихты, состоящей из материалов, не обра­ зующих химически прочных окислов и малолетучих;

-рафинирование жидкого металла от газов и примесей (раскисление углеродом, дегазация, испарение летучих вредных примесей);

-введение металлов, обладающих повышенным сродством с кислоро­ дом и азотом (Ti, Al, Zr, В), перед выпуском вводят высокоактивные мо­ дифицирующие металлы (Се, Y и др.).

Разливку сплавов осуществляют под вакуумом в кокили для форми­

рования шихтовой заготовки.

По окончании заливки кокили с металлом охлаждают в промежуточ­ ной камере под вакуумом. Шихтовые заготовки должны иметь светлую неокисленную поверхность.

Полученную вакуумно-индукционной плавкой мерную шихтовую за­ готовку в дальнейшем переплавляют и заливают в форму в порционных вакуумных плавильно-заливочных установках периодического или полу­ непрерывного действия.

6.2. Оборудование для плавки и заливки металла в форму

Развитие технологии жаропрочного литья определило следующие этапы совершенствования плавильного оборудования: печи открытой вы­ плавки - вакуумные печи периодического действия - вакуумные печи по­ лунепрерывного действия.

Ввакуумных печах периодического действия после каждой плавки производят разгерметизацию корпуса, открывают камеру печи, вынимают залитую форму, чистят тигель и производят загрузку новой порции шихты, после чего устанавливают форму, печь закрывают, создают вакуум и про­ водят плавку.

Основными недостатками таких печей являются малая производи­ тельность и нарушение вакуума после каждой плавки. Это влечет за собой адсорбцию влаги, окисление остаточного металла на стенках тигля, ухуд­ шение процесса откачки воздуха из камеры и в конечном итоге не обеспе­ чивает полного устранения образования окисных плен и должной очистки металла от газов и вредных примесей.

Впечах полунепрерывного действия проводят без открывания печи несколько плавок, число которых определяется обычно стойкостью тигля.

Втаких установках смену форм, а также загрузку шихты производят с помощью шлюзовых устройств-камер, отделяемых от основной камеры печи шиберами. Благодаря этому в плавильной камере можно проводить плавку при низком давлении и одновременно в камерах загрузки при атмосферном давлении выполнять подготовку форм и корзин с шихтой

к подаче в плавильную камеру. Перед подачей форм и шихты в плавиль­ ную камеру в загрузочных камерах создается собственными насосами дав­ ление, равное давлению в плавильной камере. После этого шиберные за­ творы открываются и плавильная камера сообщается с загрузочными ка­ мерами.

Печи полунепрерывного действия широко распространены в про­ мышленности. Перед печами периодического действия они имеют ряд пре­ имуществ:

-устраняется откачка печи перед началом каждой новой плавки, что повышает производительность установки;

-улучшаются условия работы огнеупорной футеровки тигля, которая не испытывает длительных колебаний температуры во время открывания печи;

-снижается степень пропитывания стенок тигля окислами металла, остающегося после плавки в случае напуска в печь атмосферного воздуха, что уменьшает загрязнение металла при последующей плавке.

Для более полной реализации вышеперечисленных преимуществ в

процессе плавки важно поддерживать условия высокого вакуума (не менее

_2

1,33 Па (МО мм рт. ст.), чтобы предотвратить окисление легирующих элементов, а следовательно, образование окисных плен. В связи с этим в плавильно-заливочном оборудовании должны быть хорошо уплотнены места соединения узлов и вакуумные затворы. Тигель необходимо тща­ тельно прокаливать с целью его полной дегазации, нельзя использовать материалы, обладающие повышенной адсорбционной способностью (например асбест). Степень дегазации определяется величиной натекания воздуха в плавильную камеру при отключенных насосах в заданный отре­ зок времени. Окисные плены образуются в результате большого натекания воздуха в эту камеру, а также реакции между тиглем и расплавленным ме­ таллам, эрозии, растрескивания и отслаивания тигля. Тигель должен быть химнчески стойким к расплавленному сплаву, тугоплавким, прочным и не хРУПкйм, а также обладать стойкостью к тепловому удару.

В России самыми распространенными являются литейные вакуумные печи конструкции ВИАМ, НИАТ и ВНИИЭТО.

К Нечам периодического действия относятся ИСВ-0,01, ИСП-0,016, ИСВ.0,06, ВПЗА 15/50, а к печам полунепрерывного действия - ВИДМ100, ОКБ-694, ИСВ-0,025, ВИАМ-24, УППФ-ЗМ, УППФ-4, УВП-4.

Характеристики некоторых печей приведены в табл. 6.1. Схема установки УППФ-ЗМ показана на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Схема вакуумной плавильно-заливочной уста­ новки УППФ-ЗМ: 1 - камера загрузочная; 2 - печь подог­ рева форм; 3 - электроразводка; 4 - затвор вакуумный; 5 - механизм подачи форм; б - пульт пирометриста; 7 - уст­ ройство загрузочное; 8 - камера плавильная; 9 - печь ин­ дукционная; 1 0 - дверь задняя; 11 - площадка обслужива­ ния; 12 - путь рельсовый; 13 - лестница; 14 - система водоохлаждения; 15 - тележка; 16 - батарея конденсатор­ ная; 17 - пневморазводка; 18 - тиристорный преобразова­ тель частоты; 19 - механизм поворота тигля; 20 - шкаф силовой; 21 - токоподвод; 22 - токоподвод печи индукци­ онной; 23 - гляделки; 24 - шкаф управления; 25 - пульт плавильщика; 26 - гидроразводка; N1,N2 - вакуумные на­ сосы; N3 - бустерный насос; V1,V2,V3,V4,V5 - затворы вакуумные; V6,V8 - клапаны вакуумные для напуска воз­ духа; V7,V9 - клапаны вакуумные для выравнивания дав­ ления; V 10 —клапан предохранительный на избыточное

давление

6.3.Плавка жаропрочных сплавов

изаливка форм в вакуумных печах

6.3.1.Требования к исходным материалам

1.В качестве шихты для плавки жаропрочных сплавов следует применять мерную шихтовую заготовку литейных жаропрочных спла­ вов вакуумной выплавки. Допускается использование шихты в виде мерной шихтовой заготовки и возврата собственного производства.

2.Для плавки следует применять магнезитовые тигли, полученные изостатическим прессованием.

6.3.2.Основные требования к вакуумной плавильно-заливочной установке и подготовке ее к проведению процесса

1.Вакуумную плавильно-заливочную установку необходимо экс­ плуатировать в полунепрерывном режиме без разгерметизации пла­ вильной камеры в течение одной рабочей смены (или периода, опреде­ ляемого стойкостью тигля).

2.Параметры технологического процесса плавки сплавов и залив­ ки форм должны соответствовать техническим характеристикам уста­ новки. Остаточное давление в плавильной и загрузочных камерах и степень герметичности установки, характеризуемая натеканием возду­ ха, при эксплуатации должны отвечать требованиям технического пас­ порта на оборудование.

3.Внутренние поверхности загрузочных и плавильной камер и де­ тали, находящиеся при работе установки в вакууме, следует один раз в сутки (при двухсменной или трехсменной работе установки) очищать щетками и пылесосом от возгонов и пыли, промывать бензином и про­ тирать этиловым техническим спиртом с помощью хлопчатобумажных салфеток, не оставляющих ворса.

*4. Для оценки состояния тигля его необходимо осматривать при каждом открытии плавильной камеры.

5.Вакуумную плавильно-заливочную установку следует подгото­ вить к работе в соответствии с «Руководством по эксплуатации», кото­ рое входит в комплект технической документации, поставляемой вме­ сте с установкой.

6.3.3.Плавка сплава и заливка форм

1.Загрузка тигля шихтой и раскисление сплава, предусмотренные технологическим процессом, осуществляются при помощи загрузочно­ го устройства без развакуумирования плавильной камеры. При загрузке тигля не допускается удар шихты о дно тигля. Загрузка шихты на пер­

вую плавку производится вручную при открытой плавильной камере. Масса шихты должна соответствовать массе металла, сливаемого в форму без остатка в тигле.

2. Плавка металла производится только при достижении вакуума в плавильной камере 6,65-10" Па (5-10"3мм рт. ст.). Расплавление метал­ ла ведется форсированно, на полной мощности.

Температура расплава (от расплавления до перегрева его для рас­ кисления) замеряется оптическим пирометром. Через камеру загрузки шихты посредством загрузочного устройства вводится необходимое количество раскислителя (углерод, сплав Ni - С), после достижения расплавом температуры раскисления он выдерживается при этой тем­ пературе в течение 3-5 мин, затем выключается мощность, подаваемая на индуктор, и расплав охлаждается до температуры заливки сплава в форму. Допускается раскисление расплава не производить.

3. Для заливки формы сплавом открывается загрузочная камера и в печь подогрева форм устанавливается керамическая оболочковая фор­ ма, прокаленная при температуре не менее 950 °С. Допускается осуще­ ствлять заливку форм в коробах из жаростойких сталей с засыпкой ог­ неупорным наполнителем.

Температура формы контролируется путем замера температуры печи подогрева по истечении не менее 5 минут после установки формы в печь.

Заливка форм производится при отсутствии плен на поверхности Металла. Для разгона плены необходимо включить мощность на индук­ торе для поддержания заданной температуры, покачать тигель, чтобы отогнать плену на заднюю стенку тигля. Металл следует сливать осто­ рожно, не допуская выплесков его на стенки печи подогрева форм.

Температура расплава замеряется термопарой погружения с за­ щитным наконечником. Горячий спай термопары должен касаться дна защитного наконечника. Термопара опускается механизмом погруже­ ния в расплавленный металл на половину длины защитного наконечни­ ка. Количество погружений одного защитного наконечника зависит от его материала.

Время выдержки формы в печи подогрева после заливки - не ме­ нее 5 минут. После напуска воздуха в камеру загрузки форм залитая форма вынимается из печи подогрева.

6.3.4. Контроль технологических параметров и качества сплава

1. При подготовке к технологическому процессу плавки и заливки форм в вакуумных печах контролируются: исправность установки и контрольно-измерительной аппаратуры; правильность установки за­

данных параметров технологического процесса на контрольно­ измерительных приборах.

2.При проведении технологического процесса контролируются: остаточное давление в плавильной и загрузочных камерах; температура

ивремя цикла плавки и заливки сплава в формы; натекание воздуха в камеры установки; температура формы и печи подогрева.

Время цикла плавки контролируется плавильщиком. Проверка натекания воздуха в камеры установки производится один раз в неделю при комнатной температуре (на холодной печи).

3.Качество сплава контролируется в каждой плавке.

4.Для контроля механических свойств и химического состава сплава заливается блок заготовок-образцов исходного расплава каждой плавки.

6.4.Физико-химические процессы при плавке в вакууме

Процессы, происходящие в жидком металле при плавке в вакууме, взаимосвязаны и в большинстве случаев протекают одновременно. На­ пример, процесс раскисления металла углеродом, при котором выделя­ ются пузырьки окиси или двуокиси углерода, сопровождается выделе­ нием азота и водорода, всплыванием и восстановлением неметалличе­ ских включений, испарением примесей легколетучих компонентов и т.д. Для более глубокого понимания возможностей вакуумной плавки целесообразно отдельно рассмотреть протекающие в вакууме реакции и процессы.

6.4.1. Раскисление металла углеродом в вакуумной индукционной печи

Важную роль в вакуумных процессах играет реакция взаимодей­ ствия углерода с кислородом, либо с растворенным в металле, либо с находящимся в окисных неметаллических включениях. Правильное ис­ пользование этой реакции позволяет получать металл с низким содер­ жанием кислорода. Поскольку продуктами раскисления углеродом яв­ ляются окись и двуокись углерода, почти нерастворимые в металле, то они покидают сферу реакции и выделяются из жидкого металла. Это выгодно отличает раскисление углеродом от раскисления другими раскислителями, продукты взаимодействия которых с кислородом остают­ ся в металле.

При выделении пузырьков преимущественно окиси углерода происходит не только раскисление и обезуглероживание металла. При подъеме пузырька СО в жидком металле в него выделяются азот и во­ дород, чему способствует увеличение реакционной поверхности ме­ талл - газ и падение давления внутри пузырька.