- •1.2. Шихтовые материалы и расчет шихты
- •1.2.1. Расчет шихты
- •1.3. Защита расплава при плавке
- •1.4. Рафинирование цветных сплавов
- •1.4.1. Рафинирование от растворенных примесей
- •1.4.2. Рафинирование расплавов от нерастворимых примесей
- •1.5. Раскисление цветных сплавов
- •1.6.Модифицирование цветных сплавов
- •2. Приготовление лигатур и предварительных сплавов
- •Плавка алюминиевых сплавов
- •3.1. Физико-химические особенности плавки
- •3.2. Технологические особенности плавки
- •3.2.1. Печи для плавки алюминиевых сплавов
- •3.2.2. Выбор и подготовка шихтовых материалов
- •3.2.4. Рафинирование алюминиевых сплавов.
- •Модифицирование алюминиевых сплавов
- •3.3.1. Плавка силуминов
- •3.3.2. Плавка сплавов системы Al - Cu
- •3.3.3. Плавка сплавов системы Al - Mg
- •4. Плавка магниевых сплавов
- •4.1. Физико-химические особенности плавки магниевых сплавов
- •4.2.2. Защитные атмосферы для магниевых сплавов
- •4.2.3. Рафинирование магниевых сплавов
- •4.2.4. Модифицирование магниевых сплавов
- •4.2.5. Технология приготовления магниевых расплавов
- •4.2.5.1. Плавка сплавов системы Mg – Al – Zn
- •4.2.5.2. Плавка сплавов с рзм
- •5. Плавка титановых сплавов
- •5.1. Физико-химические особенности плавки титановых сплавов
- •5.2. Гарнисажная плавка титановых сплавов
- •5.3. Конструкции плавильно-заливочных установок для плавки титановых сплавов
- •6. Плавка меди и медных сплавов
- •6.1. Физико-химические особенности плавки меди и медных сплавов
- •6.1.1. Раскисление меди и медных сплавов
- •6.1.2. Рафинирование и дегазация медных сплавов
- •6.2. Технологические особенности плавки меди и медных сплавов
- •6.2.1. Плавка чистой меди
- •6.2.2. Плавка оловянных бронз
- •6.2.3 Плавка безоловянных бронз
- •6.2.4 Плавка латуней
- •6.2.5. Плавка медноникелевых сплавов
- •7 Плавка никелевых сплавов
- •7.1. Физико-химические особенности плавки никелевых сплавов
- •7.2. Технологические особенности плавки никелевых сплавов
- •7.2.1. Плавка чистого никеля
- •7.2.2. Плавка жаростойких и коррозионно-стойких никелевых сплавов
- •7.3. Плавка современных жаропрочных сплавов
- •7.3.1. Физико-химические особенности плавки в вакууме
- •7.3.2. Печи для плавки и заливки никелевых сплавов
- •7.3.3. Технология плавки жаропрочных никелевых сплавов
- •8. Плавка цинковых сплавов
- •8.1. Физико-химические особенности плавки цинковых сплавов
- •8.2. Технологические особенности плавки
- •9. Плавка легкоплавких сплавов на основе олова и свинца
- •9.1. Особенности плавки оловянных сплавов
- •9.2. Плавка свинца и свинцовых сплавов
- •10.1. Плавка золота и его сплавов
- •10.2. Плавка серебра и серебряных сплавов
- •11. Плавка сплавов тугоплавких металлов
- •11.1. Особенности плавки тугоплавких металлов
- •11.1.1. Вакуумнодуговая плавка
- •11.1.2. Электронно-лучевая плавка
- •11.1.3 Технологические особенности плавки
- •11.2. Плавка циркония и его сплавов
- •11.3. Плавка молибдена и его сплавов.
7 Плавка никелевых сплавов
Никель используется в современной технике как конструкционный и электротехнический материал. Он является основой современных жаростойких, коррозионностойких и жаропрочных сплавов. В настоящее время особенно велика роль жаропрочных сложнолегированных сплавов, идущих на изготовление ответственных деталей и узлов газотурбинных двигателей.
7.1. Физико-химические особенности плавки никелевых сплавов
Плотность никеля 8,9 г/см3, температура плавления 1455 оС, температура кипения 2900 оС. Наиболее вредными примесями являются сера, кислород и углерод. Эти примеси при кристаллизации выделяются по границам зерен в виде эвтектик Ni – NiS, Ni – NiO и никель – графит. Легкоплавкая эвтектика (645 оС) вызывает горячеломкость, а эвтектики Ni – NiO и никель – графит ухудшают пластичность. Также снижают физические, механические и технологические свойства Bi, Pb, P, Cd, Sb и As.
Чистый никель и никелевые сплавы отличаются повышенной склонностью к взаимодействию с газами печной атмосферы. В нем растворяются водород (до 43 см3/100 г), кислород (до 0,5 %) и до 2,5 % углерода. Растворимость газов уменьшается при понижении температуры. При взаимодействии с парами воды происходит одновременное загрязнение никеля кислородом и водородом. Избыточный кислород вступает в химическое взаимодействие с компонентами сплава с образованием оксидных неметаллических включений. Выделение водорода при кристаллизации является основной причиной появления газовой пористости.
Определенные сложности вызывает и выбор огнеупорных материалов для никелевых сплавов, особенно жаропрочных, в состав которых входят до 12 легирующих элементов, в том числе с высокой химической активностью.
Таким образом, при разработке технологии плавки никелевых сплавов необходимо предусматривать защиту от насыщения газами, проведение дегазации, раскисления и рафинирования от неметаллических включений.
7.2. Технологические особенности плавки никелевых сплавов
Для никелевых сплавов можно применить один из следующих технологических процессов плавки:
плавка в электрических печах (дуговых или индукционных) на открытом воздухе;
плавка в электрических печах (дуговых или индукционных) в вакууме;
электрошлаковый переплав слитков открытой или вакуумной плавки;
плазменная плавка;
плазменная гарнисажная плавка;
электронно-лучевая плавка и др.
Чистый никель, жаростойкие и коррозионностойкие никелевые сплавы, а также некоторые марки жаропрочных сплавов, идущих для изготовления малоответственных деталей, можно плавить в открытых индукционных тигельных, индукционных канальных и электродуговых печах.
Современные жаропрочные сложнолегированные сплавы при плавке на открытом воздухе могут интенсивно окисляться с образованием стойких окисных плен, загрязняющих металл. В открытых печах невозможно полностью удалить такие вредные примеси, как кремний, сера и др. Необходимо проведение вакуумной плавки. Наибольшее распространение получили индукционные вакуумные печи. Перспективно также применение различных вариантов дуплекс-процессов с использованием электроннолучевых, электрошлаковых и плазменных способов ведения плавки.