英康镍600高温合金钢电渣重熔精炼效果研究(附件)【字数：13583】
摘 要摘 要电渣重熔是利用熔渣电阻产生的热量进行对自耗电极重熔，从而可以生产出较高质量的钢和合金。本实验通过对英康镍600高温合金钢电渣前后钢锭显微观察、成分检测以及硬度测试，对比分析电渣冶金前后高温合金钢的变化，并对其原因进行简要分析。通过对比电渣重熔前后试样的显微照片，可以观察到电渣重熔之后金属中的夹杂物含量明显的降低；通过蔡司显微镜对金属金相进行的拍照分析，得出金属中的组织结构发生变化，晶粒细化；通过对电渣重熔前后试样成分以及硬度的分析，得出C和Cr元素被氧化，其含量减少明显，C被消耗降低了金属的硬度。关键词电渣重熔；夹杂物；金相组织
目 录
第一章 绪论 1
1.1 电渣冶金的发展 1
1.2国内电渣重熔的发展 1
1.3 国外电渣重熔的技术进展 4
1.3.1 可控气氛电渣冶金技术 4
(1)惰性气体保护下的电渣重熔PESR 4
1.3.2快速电渣重熔ESRR 5
1.3.3导电结晶器CCMESR 5
1.4国外先进电渣炉的基本特点 5
1.5电渣冶金的优越性和不足之处 8
第二章 电渣重熔实验 10
2.1电渣重熔实验原理 10
2.1.1 电渣重熔的基本原理 10
2.1.2 电渣重熔过程中组织形成机理 10
2.1.3 电渣重熔过程中夹杂物的控制 11
2.2电渣重熔主要实验设备 12
2.2.1电源变压器 12
2.2.2结晶器 12
2.2.3 底水箱 13
2.3电渣生产现场实验 13
2.3.1 电渣重熔原料 13
2.3.2 电渣重熔过程 14
2.3.3 生产现场取样 14
第三章 实验室精炼效果研究 15
3.1金相试样制备 15
3.1.1试样切割 15
3.1.2试样镶嵌 16
3.1.3打磨抛光 16
3.2金相观察 16
3.2.1金相腐蚀 16
3.2.2显微镜观察 17
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
3.3硬度测试 17
3.4成分测试 17
第四章 实验结果与分析 19
4.1 FPIM5000直读光谱仪测试结果与分析 19
4.2蔡司显微镜观察结果与分析 20
4.2.1夹杂物分析 20
4.2.2组织分析 21
4.3硬度测试结果与分析 23
结论 25
致谢 27
参考文献 28
第一章 绪论
1.1 电渣冶金的发展
电渣冶金最早出现于美国，上世纪30年代，美国科学家霍普金斯成功实施了把自耗电极熔化实验，成为第一个拥有其专利的发明家。而现在冶金技术发展于苏联。乌克兰巴顿电焊研究院在电渣焊的基础上进一步开发出了电渣冶金技术。而随着上世纪50年代乌克兰建成0.5吨的工业电渣炉，从此电渣冶金进入工业化生产时代，同时德聂波尔特钢厂建成的电渣炉也是世界上第一台工业电渣炉[1]。
20世纪60年代，电渣冶金迎来得到快速发展，英国、德国在前苏联和美国的影响下，也开始了对电渣冶金的研究。随着西方国家对电渣冶金的深入发现与研究，各个国家对于电渣冶金的技术讨论也越发频繁，因此1967年在第一届电渣冶金国际大会在美国匹兹堡成功举行[2]。
1971年到1985年，电渣冶金在世界性的范围内迅速发展。日本，韩国，印度，也加入电渣冶金的行列，并成功研发了一批高生产能力的大型电渣炉。随着生产能力的大增长，越来越多的电渣冶金成品被运用到其他领域，成功开辟了电渣冶金走向机械企业的新道路。
此外，随着电渣冶金运用得越来越广，对于电渣冶金的开发研究也越发重要，电渣冶金相关的研究中心先后成立。总之，世界各国对于电渣冶金越发重视(表1各国电渣冶金研究概况[3])。
表11各国电渣冶金研究概况
各国电渣冶金水平概况
基本掌握
意大利、西班牙、以色列、南非、澳大利亚、巴西、韩国等
成熟应用
瑞典、法国、捷克、比利时和印度
先进水平
乌克兰、中国、美国、德国、日本、英国、奥地利和俄罗斯
1.2国内电渣重熔的发展
我国的电渣冶金起步相对也较早，50代末，电渣重熔实验在国内自主的成功进行，标志着我国电渣冶金发展正式起步；随着小型电渣炉的建成投产以及1961年11月成功举行第一届全国电渣冶金大会，我国的电渣冶金技术进入了大规模研究和开发阶段[4]。60年代初，重庆特殊钢厂，大连钢厂先后建成电渣炉并投入生产。随后的60多十年来，我国的电渣冶金工业蓬勃发展，生产出的钢材应用于航天航空，核设施等高新技术领域，生产出的电渣钢具有金属纯净度高、组织致密、成分均匀等特点。
我国冶金工作者在过去的近60年里，在电渣冶金的许多方面有自己独特的发明创造。例如：1960年我国发明了有衬电渣炉一技术比当时的工业大国前苏联还早了近20年，随后在许多地区推广使用有衬电渣炉，生产出了许多高质量的合金钢锭和铸件。[5]
我国电渣冶金起步较早，因而电渣炉的类型也很多，结构也多种多样。首先先从电渣炉的电源种类、供电方式、机架结构类型等方面作如下介绍：电渣炉按供电方式可分为单相电渣炉、三相三电极电渣炉，有三个单相（或多个单相）单电极组成的电渣炉以及双极串联电渣炉。
双极串联电渣炉是将两根自耗电极都固定在一个电极夹持器上，电流从其中一根自耗电极经过熔渣（小部分电流还经过金属熔池，然后再流回熔渣），最后流回到另一根自耗电极。双极串联电渣炉的电流进出电缆可布置成平行的，并且又相互靠近，布线磁场相互抵消，因此线路上感抗小，功率因数高，电能消耗降低。据资料报道，功率因数可由0.80提高到0.92，最高可达0.98，而电能消耗可降低30%～40%。由于采用双极串联这种方式，可以改善渣池内的热量分布，使温度分布较均匀，金属熔池扁平，这对提高电渣锭的冶金质量是十分有利的。
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图11 单双极串联两用电渣炉
重熔过程中，电流不需流经底水箱，因此也不需要采用护锭板，可以大量节省护锭板材料的消耗。此外，还可以消除底水箱被击穿的危险，增加了操作时的安全可靠性。国内外生产实践表明，双极串联电渣炉对生产扁锭是十分有利的。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 电渣冶金的发展 1
1.2国内电渣重熔的发展 1
1.3 国外电渣重熔的技术进展 4
1.3.1 可控气氛电渣冶金技术 4
(1)惰性气体保护下的电渣重熔PESR 4
1.3.2快速电渣重熔ESRR 5
1.3.3导电结晶器CCMESR 5
1.4国外先进电渣炉的基本特点 5
1.5电渣冶金的优越性和不足之处 8
第二章 电渣重熔实验 10
2.1电渣重熔实验原理 10
2.1.1 电渣重熔的基本原理 10
2.1.2 电渣重熔过程中组织形成机理 10
2.1.3 电渣重熔过程中夹杂物的控制 11
2.2电渣重熔主要实验设备 12
2.2.1电源变压器 12
2.2.2结晶器 12
2.2.3 底水箱 13
2.3电渣生产现场实验 13
2.3.1 电渣重熔原料 13
2.3.2 电渣重熔过程 14
2.3.3 生产现场取样 14
第三章 实验室精炼效果研究 15
3.1金相试样制备 15
3.1.1试样切割 15
3.1.2试样镶嵌 16
3.1.3打磨抛光 16
3.2金相观察 16
3.2.1金相腐蚀 16
3.2.2显微镜观察 17
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
3.3硬度测试 17
3.4成分测试 17
第四章 实验结果与分析 19
4.1 FPIM5000直读光谱仪测试结果与分析 19
4.2蔡司显微镜观察结果与分析 20
4.2.1夹杂物分析 20
4.2.2组织分析 21
4.3硬度测试结果与分析 23
结论 25
致谢 27
参考文献 28
第一章 绪论
1.1 电渣冶金的发展
电渣冶金最早出现于美国，上世纪30年代，美国科学家霍普金斯成功实施了把自耗电极熔化实验，成为第一个拥有其专利的发明家。而现在冶金技术发展于苏联。乌克兰巴顿电焊研究院在电渣焊的基础上进一步开发出了电渣冶金技术。而随着上世纪50年代乌克兰建成0.5吨的工业电渣炉，从此电渣冶金进入工业化生产时代，同时德聂波尔特钢厂建成的电渣炉也是世界上第一台工业电渣炉[1]。
20世纪60年代，电渣冶金迎来得到快速发展，英国、德国在前苏联和美国的影响下，也开始了对电渣冶金的研究。随着西方国家对电渣冶金的深入发现与研究，各个国家对于电渣冶金的技术讨论也越发频繁，因此1967年在第一届电渣冶金国际大会在美国匹兹堡成功举行[2]。
1971年到1985年，电渣冶金在世界性的范围内迅速发展。日本，韩国，印度，也加入电渣冶金的行列，并成功研发了一批高生产能力的大型电渣炉。随着生产能力的大增长，越来越多的电渣冶金成品被运用到其他领域，成功开辟了电渣冶金走向机械企业的新道路。
此外，随着电渣冶金运用得越来越广，对于电渣冶金的开发研究也越发重要，电渣冶金相关的研究中心先后成立。总之，世界各国对于电渣冶金越发重视(表1各国电渣冶金研究概况[3])。
表11各国电渣冶金研究概况
各国电渣冶金水平概况
基本掌握
意大利、西班牙、以色列、南非、澳大利亚、巴西、韩国等
成熟应用
瑞典、法国、捷克、比利时和印度
先进水平
乌克兰、中国、美国、德国、日本、英国、奥地利和俄罗斯
1.2国内电渣重熔的发展
我国的电渣冶金起步相对也较早，50代末，电渣重熔实验在国内自主的成功进行，标志着我国电渣冶金发展正式起步；随着小型电渣炉的建成投产以及1961年11月成功举行第一届全国电渣冶金大会，我国的电渣冶金技术进入了大规模研究和开发阶段[4]。60年代初，重庆特殊钢厂，大连钢厂先后建成电渣炉并投入生产。随后的60多十年来，我国的电渣冶金工业蓬勃发展，生产出的钢材应用于航天航空，核设施等高新技术领域，生产出的电渣钢具有金属纯净度高、组织致密、成分均匀等特点。
我国冶金工作者在过去的近60年里，在电渣冶金的许多方面有自己独特的发明创造。例如：1960年我国发明了有衬电渣炉一技术比当时的工业大国前苏联还早了近20年，随后在许多地区推广使用有衬电渣炉，生产出了许多高质量的合金钢锭和铸件。[5]
我国电渣冶金起步较早，因而电渣炉的类型也很多，结构也多种多样。首先先从电渣炉的电源种类、供电方式、机架结构类型等方面作如下介绍：电渣炉按供电方式可分为单相电渣炉、三相三电极电渣炉，有三个单相（或多个单相）单电极组成的电渣炉以及双极串联电渣炉。
双极串联电渣炉是将两根自耗电极都固定在一个电极夹持器上，电流从其中一根自耗电极经过熔渣（小部分电流还经过金属熔池，然后再流回熔渣），最后流回到另一根自耗电极。双极串联电渣炉的电流进出电缆可布置成平行的，并且又相互靠近，布线磁场相互抵消，因此线路上感抗小，功率因数高，电能消耗降低。据资料报道，功率因数可由0.80提高到0.92，最高可达0.98，而电能消耗可降低30%～40%。由于采用双极串联这种方式，可以改善渣池内的热量分布，使温度分布较均匀，金属熔池扁平，这对提高电渣锭的冶金质量是十分有利的。
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图11 单双极串联两用电渣炉
重熔过程中，电流不需流经底水箱，因此也不需要采用护锭板，可以大量节省护锭板材料的消耗。此外，还可以消除底水箱被击穿的危险，增加了操作时的安全可靠性。国内外生产实践表明，双极串联电渣炉对生产扁锭是十分有利的。
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