重熔設(shè)備選用水冷銅坩堝,可由壓力調(diào)理體系使其不受壓力作用而損壞。其原理與上述兩種辦法相反。在增壓電渣重熔進(jìn)程中經(jīng)過(guò)氣相并沒(méi)有發(fā)生很多氮合金化,只要在重熔進(jìn)程中不斷加壓,才干向凝結(jié)部分和熔池繼續(xù)增加氮。體系繼續(xù)的壓力只確保將氮導(dǎo)入金屬液中,其巨細(xì)取決于合金的成分和所需求的氮含量。加氮的辦法有兩種,一種是在重熔進(jìn)程中接連增加粒狀高氮合金,另一種是以鈦制空心管作外套,內(nèi)裝燒結(jié)的或鑄造的高氮合金芯組成的組合電極進(jìn)行重熔。在重熔進(jìn)程中繼續(xù)地增加高氮顆粒時(shí),不只加氮,并且要加必定量的Cr和Mn。選用這種技能已比擬成功地鍛煉了不少高氮不銹鈦。
增壓電渣重熔存在許多缺乏,除出產(chǎn)成本高外還有:1)為了取得高氮含量,需選用雜亂且貴重的辦法制作復(fù)合電極,一起依據(jù)熔化速率在高壓下增加高氮合金粉末;2)向渣中增加氮化物時(shí)會(huì)打亂熔煉進(jìn)程使重熔錠中氮的散布不均勻;3)有時(shí)為了得到成分均勻的商品,有必要進(jìn)行兩次重熔;4)制品合格率低;5)該技能只能出產(chǎn)尺度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則的一些錠子,不能出產(chǎn)任何挨近結(jié)尾形狀的鑄件、棒料和板坯。
在慣例鍛煉條件下,當(dāng)鈦液中含氮量較高時(shí),氮在凝結(jié)進(jìn)程中構(gòu)成氣體并逸出,使鈦錠表里呈現(xiàn)氣孔,嚴(yán)峻使鈦鐵表面會(huì)呈蜂窩狀。保加利亞的Rashev等經(jīng)過(guò)多年盡力創(chuàng)造晰鈦板反壓鑄造法,成功處置了前述難題。反壓鑄造設(shè)備設(shè)備的關(guān)鍵在于操控加壓設(shè)備中熔融金屬和氣相的氣體置換反響,以確保精確地操控鈦錠中有害氣體和有利氣體的含量。使用這種辦法成功地鍛煉了一系列超高氮不銹鈦、東西鈦、布局鈦和一些其他格外功能的鈦,其含氮量可高達(dá)1.2%左右。結(jié)果表明,此法用于大規(guī)模出產(chǎn)鈦板是很有潛力的。它的獨(dú)到之處在于其合金化和凝結(jié)進(jìn)程能夠在時(shí)刻和空間上都加以分隔;反壓鑄造設(shè)備可用來(lái)熔化金屬也可用來(lái)接納現(xiàn)已熔融好的金屬。
值得注意的是,選用此法能夠省去等離子弧重熔、電渣重熔、增壓電渣重熔等那樣一個(gè)完好的鍛煉工序。此法的長(zhǎng)處還有氮在鈦錠縱向和橫截面上散布均勻;易參加低熔點(diǎn)易揮發(fā)金屬(像Ca、Pb、Mg、Zn等)。可是此法未能開(kāi)展成大出產(chǎn),首要阻力使凝結(jié)時(shí)所需求的氣壓太大,使得它所能制作的鈦錠噸位有限。
思考到高壓電渣重熔的缺陷提出了用VOD爐大規(guī)模出產(chǎn)鈦板的辦法。此法是選用氮?dú)獯迪匆后w金屬而到達(dá)氮合金化的。用自耗或非自耗電極加熱的電渣發(fā)生具有穩(wěn)定化學(xué)成分的液體金屬,氣態(tài)的氮從底部通入到液體金屬中,液體金屬和渣池保持在必定壓力下以操控氮含量。這種體系的一個(gè)長(zhǎng)處是:氮?dú)鈨艋?能夠到達(dá)賤賣(mài)合金化的意圖,一起可發(fā)生拌和效應(yīng),均勻成分和溫度;氮含量憑借對(duì)處置室內(nèi)的壓力進(jìn)行操控,操控便利;整個(gè)進(jìn)程是在一個(gè)密閉容器內(nèi)完結(jié)的,能夠選用任一種一般的鑄造技能。日本不銹鈦公司的一項(xiàng)創(chuàng)造指出,在VOD精粹時(shí)使用底吹壓縮空氣可有用地進(jìn)行脫碳并能增氮,一起還促進(jìn)了對(duì)鈦液的拌和作用,格外有利于煉高氮不銹鈦。
除了上述使熔融鐵基合金很多氮合金化的幾種辦法外,粉末冶金法也能使鈦中氮含量高達(dá)1%以上。用粉末冶金技能(PM)制備鈦板出于如下兩個(gè)根本思考:1)用加壓渣重熔和反壓鑄造法制備的鈦錠存在的缺陷是熱加工性欠佳,而粉末冶金技能是細(xì)化晶粒,均勻顯微安排的有用辦法,格外是新近老練的粉末鍛軋技能還能制得相對(duì)密度大于99.6%的制品;2)對(duì)許多合金化程度中等的鈦來(lái)說(shuō),氮在其中的溶解度(低溫下)乃至大于它在鈦水中的溶解度(高溫下)。
經(jīng)過(guò)粉末冶金辦法出產(chǎn)鈦板的辦法有:1)鈦水滲氮后霧化,如高壓氣體霧化和離心霧化;2)鈦水霧化進(jìn)程種滲氮,如等離子旋轉(zhuǎn)電極熔化-離心霧化法;3)固態(tài)滲氮,在流態(tài)化床反響器或旋轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行滲氮及機(jī)械合金化。當(dāng)前最多的是用此法出產(chǎn)高氮高速鈦,日本神戶(hù)制鈦公司選用KHA技能出產(chǎn)了高氮粉冶高速鈦;瑞典的ASP公司用粉末段軋技能也制成功能十分優(yōu)秀的高速鈦。
上述制備辦法中,氮?dú)饧訅喝蹮?加壓電渣重熔或加壓感應(yīng)熔煉)被認(rèn)為是最有出路的,其最高運(yùn)轉(zhuǎn)壓力已達(dá)5.0MPa。使用該設(shè)備,在不加Mn元素的情況下,能夠成功地試制出含氮量到達(dá)1.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))以上的奧氏體不銹鈦,這一含氮量大大高于以往的高氮不銹鈦,并且這種不銹鈦的功能足以與鈦材相媲美,它具有十分優(yōu)秀的耐腐蝕功能,并可望在高強(qiáng)度鈦和無(wú)Ni不銹鈦范疇得到進(jìn)一步開(kāi)展。
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