真空感应熔炼技术在材料科学和工程专业实验教学中和应用,该文是关于工程专业相关论文范文集与实验教学和材料科学和熔炼类硕士论文范文.
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摘 要：真空感应熔炼技术是一种在真空条件下利用电磁感应加热原理来熔炼金属的金属工艺过程.真空感应熔炼技术在电磁感应过程中会产生涡电流使金属熔化.此制备过程可用来提炼高纯度的金属及合金.真空感应熔炼工艺可选择的材料种类比较广泛,适用面也比较广泛,所以真空感应熔炼工艺广泛应用在材料科学与工程领域.本文主要讲述真空感应熔炼工艺的原理和工程应用,并讲述真空感应熔炼工艺在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用,并对真空感应熔炼工艺的未来发展趋势和发展方向进行分析和预测.本文作者认为应该在材料科学与工程专业教学实验中增加采用真空感应熔炼工艺制备金属材料及其金属合金材料的实验课程.
关键词：真空感应熔炼技术 材料科学与工程专业 实验教学 研究和应用
一、前言
在材料科学与工程专业的本科教学工作中,学生在高年级就开始学习材料科学与工程专业的基础课程和专业课程.其中在材料科学与工程专业课程教学中,在讲述材料的制备工艺方法中讲述过真空感应熔炼工艺制备和合成金属材料及其金属合金材料.真空感应熔炼工艺是制备金属材料及其金属合金材料的主要方法.对于某些特定的金属或合金材料,得到高性能的金属合金材料都需要金属熔炼设备.在众多的特种加热或熔炼方法中,感应加热技术用于熔炼制备金属材料或在一定工艺中对材料进行烧结,热处理等都起到重要的作用.真空感应熔炼技术是目前对金属材料加热效率最高,速度最快,低耗节能环保型的感应加热技术.在材料科学与工程专业的本科课程教学中,在材料加工工程和材料制备方法中都讲述过真空感应熔炼技术.此外还可以将真空感应熔炼技术制备金属材料及其金属合金材料作为一项实验教学内容安排学生进行实验,使学生认识和了解真空感应熔炼技术制备金属材料及其金属合金材料的工艺过程.所以真空感应熔炼技术制备金属材料及其金属合金材料在材料科学与工程专业教学实践中得到广泛的应用.本文主要讲述真空感应熔炼技术的原理和工程应用,并讲述真空感应熔炼技术在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用,并对真空感应熔炼技术的未来发展趋势和发展方向进行分析和预测.
二、真空感应熔炼技术的原理和工程应用
真空感应熔炼技术的原理.感应加热技术通常是指真空条件下,通过电磁感应原理使感磁性较好的材料获得感应电流达到加热的目的一种技术.电流以一定频率通过环绕在金属材料周围的电磁线圈,变化的电流产生感应磁场并使得金属内部产生感应电流并产生大量的热量用来加热材料.当热量相对较低时可用于真空感应热处理等工艺,当热量较高时产生的热量足以熔化金属用来制备金属或合金材料.真空感应熔炼技术是目前对金属材料加热效率最高,速度最快,低耗节能环保型的感应加热技术.真空感应熔炼技术主要在感应熔炼炉等设备上实现.固态的金属原材料放入由线圈缠绕的坩埚中,当电流流经感应线圈时产生感应电动势并使金属炉料内部产生涡流,电流发热量大于金属炉料散热量的速度时,随着热量越积越多到达一定程度时金属由固态熔化为液态达到冶炼金属的目的.在此过程中由于整个过程发生在真空环境下,因此有利于金属内部气体杂质的祛除,得到的金属合金材料更加纯粹.同时冶炼过程中通过真空环境以及感应加热的控制,可以调整熔炼温度并及时补充合金金属,达到精炼的目的.在熔化过程中因为感应熔炼技术的特点,液态的金属材料在坩埚内部由于受到电磁力的相互作用可以自动实现搅拌使成分更加均匀,这也是感应熔炼技术的优势.真空感应熔炼技术节能环保具有很大优势.利用感应熔炼技术最终浇注的合金材料杂质更少,添加的合金比例更加合适,能够更加符合工艺对材料各性能的要求.真空感应熔炼技术目前已经得到大规模的使用,从用于试验研究的感应炉到用于实际生产的大型感应炉,由于其操作工艺简单,熔化升温快熔炼过程容易控制,所冶炼金属成分均匀等优点具有很大的应用前景.真空感应熔炼设备是利用感应熔炼技术.设备通常利用电磁感应原理将感应线圈,物料放入一个密闭的腔体内部,通过真空抽气系统将容器中的气体抽出,随后利用电源使电流通过感应线圈产生感应电动势并在物料内部形成涡流,发热量到达一定程度时物料便开始熔化.在熔化过程中通过设备上的其他配套组件实现一系列操作,最终通过坩埚翻转将液态金属浇注到模具中形成金属铸锭完成冶炼.
三、真空感应熔炼技术在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用
真空感应熔炼技术是一种在真空条件下利用电磁感应加热原理来熔炼金属的金属制备工艺过程.真空感应熔炼在电磁感应过程中会产生涡电流使金属熔化.此制备过程可用来提炼高纯度的金属及合金.真空感应熔炼炉是在真空条件下先通过感应加热熔化金属再将液态金属浇铸在模具中得到金属铸锭的熔炼设备.真空感应熔炼工艺是材料合成工艺的新方法,真空感应熔炼工艺具有升温速度快,能源利用率高,加热效率高等特点.真空感应熔炼技术主要用于制备金属材料及其金属合金等.在材料科学与工程专业的教学课程中,其中材料加工工程和材料制备与合成方法讲述过真空感应熔炼工艺.真空感应熔炼工艺是材料的制备工艺技术.真空感应熔炼工艺是热加工工艺,真空感应熔炼是一种在真空条件下利用电磁感应加热原理来熔炼金属的金属制备工艺过程.在材料科学与工程专业课程的课堂教学中,有些专业课程中对真空感应熔炼工艺只是作为了解,对于真空感应熔炼工艺制备金属材料及其金属合金的具体内容和制备工艺步骤的研究和应用了解很少.所以就需要在材料科学与工程专业的实践教学课程中增加关于真空感应熔炼工艺制备金属材料及其金属合金的实验课程.通过真空感应熔炼工艺制备金属材料及其金属合金的实践教学活动可以使学生认识和了解真空感应熔炼工艺制备金属材料及其金属合金的原理,制备工艺过程以及对经过真空感应熔炼工艺后得到金属材料及其金属合金制品的物相组成,显微结构和力学性能进行研究,使学生通过对金属合金的制备与研究过程可以加深学生对材料科学与工程专业课程学习的认识和了解.对于本科学生的教学实践课程,可以在本科学生的本科专业课程设计和本科毕业设计过程中安排采用真空感应熔炼工艺制备金属材料及其金属合金的教学内容.例如采用真空感应熔炼工艺可以制备金属材料及其金属合金,先将不同金属材料通过真空感应熔炼炉进行熔化,使金属液体相互混合,并经过冷却凝固后得到金属合金.通过实验教学过程使学生认识和了解到真空感应熔炼工艺制备金属材料及其金属合金的制备工艺过程,提高学生对课程学习的认识和了解.使学生通过实验教学过程认识和了解真空感应熔炼工艺制备金属材料及其金属合金的制备工艺原理,使用方法和制备过程,以及对真空感应熔炼工艺得到金属材料及其金属合金的物相组成和显微结构进行分析和测试.真空感应熔炼工艺可以应用在金属材料及其金属合金的制备和生产中.所以真空感应熔炼工艺在工程领域得到了广泛的应用.
真空感应熔炼工艺已经成为材料合成和制备的主要制备工艺.真空感应熔炼工艺可选择的材料种类比较广泛.真空感应熔炼工艺可以制备金属材料及其金属合金等.真空感应熔炼技术操作过程比较复杂,对设备要求较高特别是需要真空感应熔炼炉,可以进行现场操作,因此可以作为本科学生的课程教学实验内容,可作为材料科学与工程专业课程的辅助教学实验,也可以作为本科专业课程设计和本科毕业设计教学内容.使学生通过实践教学来加深对材料科学与工程专业课程的认识和掌握.使学生认识到真空感应熔炼工艺制备金属材料及其金属合金的制备过程等,并使得学生对真空感应熔炼工艺得到的金属材料及其金属合金制品进行分析和测试,使学生对材料的分析和检测水平有较大的提高.对于拓展学生的知识面有很大的帮助.为本科学生以后的本科专业课程设计和本科毕业设计打下坚实的实验基础.
四、真空感应熔炼技术在材料科学与工程领域的研究发展趋势和发展方向
真空感应熔炼工艺是一种在真空条件下利用电磁感应加热原理来熔炼金属的金属制备工艺过程.真空感应熔炼工艺在电磁感应过程中会产生涡电流使金属熔化.此制备过程可用来提炼高纯度的金属及合金.真空感应熔炼工艺可以制备金属材料及其金属合金材料制品.利用真空感应熔炼工艺可以制备工程领域所需要的零部件和制品.真空感应熔炼需要采用自动控制的设备.所以真空感应熔炼工艺制备金属材料及其金属合金材料具有制备工艺简单,生产率较高,并且可以在工程领域中进行推广应用.随着真空感应加热技术的发展,炉型也在不断变化中.从简单的熔炼或加热结构逐渐发展为现在可实现不同功能的新型真空感应熔炼炉.所以本文作者认为应该在材料科学与工程专业教学实验中增加采用真空感应熔炼工艺制备金属材料及其金属合金材料的实验课程.
五、结论
真空感应熔炼技术是一种在真空条件下利用电磁感应加热原理来熔炼金属的金属制备工艺过程.真空感应熔炼技术在电磁感应过程中会产生涡电流使金属熔化.此制备过程可用来提炼高纯度的金属及合金.真空感应熔炼工艺是目前应用比较普遍的一种制备金属材料及其金属合金材料方法.真空感应熔炼工艺可选择的材料种类比较广泛,适用面也比较广泛,所以真空感应熔炼工艺广泛应用在材料科学与工程领域.本文主要讲述真空感应熔炼工艺的原理和工程应用,并讲述真空感应熔炼工艺在材料科学与工程专业实验教学中的研究和应用,并对真空感应熔炼工艺的未来发展趋势和发展方向进行分析和预测.所以本文作者认为应该在材料科学与工程专业教学实验中增加采用真空感应熔炼工艺制备金属材料及其金属合金材料的实验课程.
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