冶炼工艺对钢材质量的影响

电渣重熔所用的自耗电极一般为电弧炉或感应炉（也用平炉或转炉）冶炼的金属锭经轧制或锻造后制成的金属棒。电渣重熔是利用电流通过电渣层时熔炼所产生的电阻热来逐步熔化自耗电极，液体金属以熔滴形式经渣层下落至水冷结晶器中的金属熔池内，钢锭自下而上逐步结晶。电渣重熔一般是在大气中进行，也可用氩气保护。重熔时由于熔渣强烈的渣洗作用（如脱硫、除夹杂等），使合金得到进一步精炼，夹杂物在熔池中上浮。同事由于熔渣的覆盖作用，减少了大气对熔池中液体金属的氧化，避免气体含量的增加。另外，由于自下而上逐步结晶，结晶速度又快，液体金属补缩条件好，所得金属锭的缩孔、疏松少，偏析减轻，金属组织和化学成分均匀。由于电渣重熔可降低气体和夹杂物的含量，并使得钢锭成分均匀、组织致密，消除或减轻饿各种宏观和显微缺陷，从而使钢材的持久性能和塑性都得到提高。电渣重熔法是生产高质量的钢和合金的一种方法，是当前国内外采用最广泛的二次精炼法。

真空感应熔炼是真空下通过感应加热使合金熔化而成钢锭。真空冶炼能严格控制合金中活泼元素（如Al、Ti等）的含量，从而保证合金的性能、质量稳定性。有利于去除气体和夹杂物，合金中H、O、N和夹杂物含量都低。有害杂质Pb,Bi,Te,Cd,Cu等在真空中可通过挥发除去。经过真空熔炼的耐热钢和高温合金，其纯洁度大大提高，因而塑性显著增加，能很好地锻压加工。同时高温下的疲劳强度、持久强度和塑性也显著提高。

真空自耗重熔原理，将被熔炼金属做成自耗电极，自耗电极在大电流的电弧作用下熔化，熔炼金属以熔滴形式进入水冷结晶器中。在熔滴形成、下落过程中，在熔池内发生一定的冶金反应，不稳定氧化物和氨化物在真空下离解或被碳还原；稳定氧化物和氨化物主要通过在熔池中上浮去除。经过重熔后获得均匀的、高质量的铸锭。合金的持久强度和塑性都有很大提高。

电渣重熔与真空自耗重熔相比，具有可锻性和塑性得到大幅度提高的有点。除硫效果比真空自耗好，铸锭表面光滑，不用剥皮，锭头部位补缩良好，能生产不同断面形状的铸锭。而真空自耗重熔不易烧损合金元素，并且除气效果比电渣重熔好。

我国航空工业用钢和合金最初的冶炼方法是电弧炉冶炼，后来发展为电弧炉冶炼+电渣重熔或者真空感应熔炼+电渣重熔，现在真空感应+真空自耗重熔双联工艺，甚至真空感应+电渣重熔+真空自耗重熔的三联工艺也得到采用。航空用高级优质结构钢、不锈钢、耐热钢、滚珠轴承钢、高速工具钢等，需要指出的是，齐鲁特钢所生产的40CrNiMoA、40CrNi2MoA等优质钢已经成熟应用于美国某厂航空配件。目前一般采用电弧炉熔炼+电渣重熔工艺生产。真空熔炼工艺普遍应用在高温合金生产上。