當前，世界上許多國家，特別是發(fā)達國家，為了發(fā)展空間技術、占領空間領域、加速實現(xiàn)國防現(xiàn)代化、加強國防力量，不惜斥巨資，爭先恐后地競相開發(fā)和制造先進的航空、航天、航海設備，如：宇宙飛船、國際空間站、人造衛(wèi)星、核潛艇、噴氣式遠程轟炸機、原子能、火箭、導彈等設備。但是，這些尖端設備對制造它的材料性能要求非常嚴格，對所用的鋼材、合金、毛坯提出高純度、高均勻性、耐高溫、耐高壓、抗沖擊、抗疲勞等一系列特殊嚴格要求，尤其是對材料性能的穩(wěn)定性、一致性和可靠性要求非常高。可是，滿足這些要求，已非眾所周知的普通冶煉設備所能完成的。
為此，冶金工作者們，為了提高和改善宇航設備上的特殊鋼和合金的質量和純度，長期進行研究和探討新的熔煉設備和工藝。通過大量的系統(tǒng)的理論和實踐研究，以及從熱力學和動力學等方面研究和探討冶金過程中的物理化學反應機理，真空技術網(wǎng)()得出的重要結論是：唯一能夠滿足上述要求的工藝就是在真空室內(nèi)進行宇航材料的冶煉。這是因為
(1)在真空狀態(tài)下，能夠避免被熔煉金屬及合金同非金屬夾雜物產(chǎn)生化學反應。
(2)在真空狀態(tài)下，能夠清除液態(tài)熔融金屬中的有害的可溶解氣體和污染物，以提高被熔金屬的純度。
就目前國內(nèi)外工業(yè)水平來看，真空技術網(wǎng)()認為能夠圓滿完成冶煉上述材料的設備主要有以下3 種，這就是：真空感應熔煉爐、真空自耗電弧爐和電渣重熔爐。即：欲快速發(fā)展航天航空工業(yè)，必須大力開發(fā)這3 種高級冶煉設備及其新工藝。
真空感應熔煉爐(VIM)的工作原理與結構簡圖
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真空自耗電弧爐(VAR)的工作原理與特點
application/metallurgy/016903.html
電渣重熔爐(ESR)的工作原理及特點
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最適合熔煉宇航材料的設備是真空感應爐、真空自耗電弧爐、電渣重熔爐，它們的特點如下：
(1)真空感應熔煉法是真空冶金領域中應用最廣的方法之一。如鎳基、鈷基、鐵基等高溫合金均采用真空感應熔煉法熔煉，其熱加工性能和機械性能明顯提高。不銹鋼、耐熱鋼、超高強度鋼、工具鋼、軸承鋼、彈性合金，以及膨脹合金幾乎均采用真空感應熔煉法熔煉，它能絕對保證材料性能和質量。
(2)真空自耗電極重熔法是目前作為二次熔煉較普遍方法之一，適合用于熔煉活性金屬，如Zr、Ti 和難熔金屬，如W、Mo、Nb、Ta 等。它的優(yōu)點是可進一步提純，對降低氣體和非金屬夾雜物很有效果。由于該工藝是在水冷銅坩堝中進行熔化和凝固，因而鋼錠組織得到顯著改善、宏觀和微觀偏析顯著減少，經(jīng)加工后，結晶組織均勻，改善和提高材料的熱加工性能和機械性能。
(3)電渣重熔法是階段重熔和精煉金屬的新方法。它雖然不在真空中熔煉，但是，它的熔渣能將空氣和被熔煉金屬隔絕，具有最佳的提效果，所以，它對今后生產(chǎn)超高純度的材料將會發(fā)揮更大地作用，很有可能成為生產(chǎn)活性金屬的主要手段。電渣重熔法操作簡單、易于控制、所煉出的鋼錠組織致密、表面質量好。