آلیاژ مبتنی بر نیکل به نوعی آلیاژ با استحکام بالا و مقاومت در برابر اکسیداسیون و خوردگی معین در دمای 650 ~ 1000 درجه اطلاق می شود، از جمله آلیاژ مقاوم در برابر حرارت مبتنی بر نیکل، آلیاژ مقاوم در برابر خوردگی مبتنی بر نیکل، آلیاژ مقاوم در برابر سایش مبتنی بر نیکل، آلیاژ دقیق مبتنی بر نیکل و آلیاژ حافظه شکل مبتنی بر نیکل. همه آنها کاربردهای بسیار مهمی دارند، مانند سوپرآلیاژهای مبتنی بر نیکل، که اغلب در ساخت تیغه های موتورهای هوا و موتورهای موشک، راکتورهای هسته ای، تجهیزات تبدیل انرژی و غیره استفاده می شوند و در زمینه های پیشرفته هوانوردی، تولید برق خدمت می کنند. ، دفاع ملی، درمان پزشکی و صنعت هسته ای.
با توجه به نقطه ذوب بالای اجزای اصلی آلیاژ پایه نیکل و نیاز زیاد به خلوص آن، فرآیند ذوب آلیاژ مبتنی بر نیکل با روش ذوب معمولی متفاوت است که بسیار منحصر به فرد است. خلاصه به شرح زیر است:
1. ذوب القایی خلاء (VIM)
ذوب القایی خلاء (VIM) روشی برای ذوب با استفاده از القای الکترومغناطیسی برای تولید جریان گردابی در هادی های فلزی برای گرم کردن شارژ کوره در شرایط خلاء است.
VIM می تواند حداکثر کنترل ترکیب شیمیایی را برای جلوگیری از تماس مایع مذاب با هیدروژن، اکسیژن و نیتروژن در جو فراهم کند. هم زدن الکترومغناطیسی نه تنها می تواند مایع مذاب را یکنواخت کند، بلکه به طور مداوم واکنش دهنده ها را به سطح مشترک مذاب و خلاء می رساند، به طوری که واکنش تصفیه بعدی می تواند به آرامی ادامه یابد. محتوای گاز و تبخیر و رسوب اجزای غیرفلزی می تواند خواص مکانیکی اکثر سوپرآلیاژها را تا حد زیادی بهبود بخشد.
کوره VIM یک تجهیزات ذوب مهم برای تولید سوپرآلیاژهای پایه نیکل، آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی و سایر مواد آلیاژی خاص است. مخصوصاً برای آلیاژهای حاوی عناصر فعال تر مانند آلومینیوم و تیتانیوم، ذوب القایی خلاء باید اتخاذ شود.
2. ذوب مجدد الکترو سرباره (ESR)
ذوب مجدد الکتروسرباره (ESR) روشی برای ذوب با استفاده از گرمای مقاومتی است که هنگام عبور جریان از سرباره مذاب به عنوان منبع گرما ایجاد می شود. این است که جریان از گرمای مقاومت حوضچه سرباره مایع عبور می کند تا الکترود فلز را ذوب کند و فلز مذاب به قطرات همگرا می شود. هنگامی که قطرات می ریزند، از لایه سرباره عبور کرده و وارد حوضچه مذاب فلزی می شوند و سپس در کریستالایزر خنک شده با آب، متبلور شده و به شمش های فولادی تبدیل می شوند. در حال حاضر متالورژی الکتروسرلاگ وسیله مهمی برای تولید مواد با کیفیت بالا است. این ذوب در دمای بالا، تصفیه شیمیایی و کریستالیزاسیون چگالشی را برای تولید شمش با کیفیت بالا ترکیب می کند. این دارای مزایای خلوص بالا، محتوای گوگرد کم، اجزاء غیر فلزی کمتر، سطح صاف شمش، تبلور یکنواخت و متراکم، ساختار متالوگرافی یکنواخت و ترکیب شیمیایی است و به طور گسترده در هوا فضا، نظامی، انرژی، کشتی سازی، الکترونیک استفاده می شود. پتروشیمی ماشین آلات سنگین و حمل و نقل از حوزه های مهم اقتصاد ملی هستند.
3. ذوب قوس مصرفی در خلاء (VAR)
ذوب مجدد قوس خلاء (VAR) برای استفاده از منبع تغذیه DC برای ایجاد قوس بین الکترود و صفحه پایه بوته مسی قرار داده شده در ژاکت آب تحت خلاء است. گرمایش قوس الکتریکی گرمای زیادی ایجاد می کند، الکترود را ذوب می کند، الکترود را ذوب می کند و یک حوضچه مذاب در بوته مسی که با آب خنک می شود تشکیل می دهد. فلز مذاب انجماد سریع، تبلور و انجماد را به شمش کامل می کند.
ذوب قوس خلاء عموماً برای پالایش فلزات و آلیاژهایی که به راحتی قابل اکسید شدن هستند مانند فولاد ضد زنگ، سوپرآلیاژ، تیتانیوم زیرکونیوم تانتالیوم نیوبیم تنگستن مولیبدن و غیره استفاده می شود که از دست دادن عناصر فعال (مانند Al و Ti) و فرآیند انجماد شمش را کاهش می دهد. قابل کنترل است، به طور قابل توجهی تمیزی، یکنواختی، مقاومت در برابر خستگی و چقرمگی شکست شمش را بهبود می بخشد. بنابراین، قوام و یکنواختی ساختار آن خوب است، تعداد آخال ها کم است و خلوص آلیاژ بیشتر بهبود می یابد. ذوب قوس خلاء برای ذوب فولادهای خاص، فلزات فعال و نسوز مانند تیتانیوم، مولیبدن و نیوبیم بسیار مناسب است.
قابل ذکر است که اکثر مواد خاص مانند سوپرآلیاژهای مرغوب و آلیاژهای مقاوم در برابر خوردگی در داخل و خارج از کشور نه با یک فرآیند، بلکه با فرآیند دو یا سه گانه تولید می شوند، یعنی کوره القایی خلاء به اضافه کوره ذوب مجدد الکتروسرباره (VIM). به علاوه ESR) یا کوره القایی خلاء به اضافه کوره مصرفی خلاء (VIM به علاوه VAR). همچنین چند صنعت خشن مانند محصولات نظامی وجود دارد که توسط (VIM به علاوه ESR به علاوه VAR) تولید می شود.
