إن عملية VAR (إعادة الصهر بالقوس الفراغي) هي تقنية صهر ثانوية تُستخدم في المقام الأول لإنتاج الفولاذ عالي الجودة والسبائك الفائقة ذات التجانس الكيميائي والميكانيكي المعزز. وتُعد هذه العملية ضرورية للتطبيقات التي تتطلب تكاملاً وأداءً عاليًا، كما هو الحال في الصناعات الفضائية والطبية والنووية.
ملخص عملية VAR للصلب:
تنطوي عملية VAR على صهر قطب كهربائي قابل للاستهلاك تحت ظروف التفريغ باستخدام قوس كهربائي بالتيار المباشر. يتم صهر القطب، الذي يحتوي على تركيبة محددة مسبقًا، في بوتقة نحاسية مبردة بالماء. ويشكل المعدن المنصهر بركة في الجزء العلوي من السبيكة، والتي تتصلب باستمرار من الأسفل إلى الأعلى. وينتج عن هذا التصلب المتحكم فيه سبيكة فولاذية ذات سلامة استثنائية وتجانس ونظافة غير معدنية محسنة.
-
شرح تفصيلي:
- إعداد العملية وتنفيذها:
- تبدأ عملية VAR بقطب كهربائي قابل للاستهلاك، مصنوع عادةً من الفولاذ أو سبيكة فائقة. يتم وضع هذا القطب في بيئة مفرغة داخل فرن مجهز ببوتقة نحاسية مبردة بالماء.
- يتم توليد قوس كهربائي بتيار مباشر بين طرف القطب الكهربائي وحوض المعدن المنصهر. يسخّن هذا القوس الكهربائي القطب الكهربائي ويذيبه، مما يسمح للمعدن بالسقوط في البوتقة.
-
وتُعد بيئة التفريغ مهمة للغاية لأنها تمنع الأكسدة والتفاعلات الكيميائية الأخرى التي يمكن أن تؤدي إلى تدهور جودة المعدن.
- التصلب المضبوط:
- عندما يذوب المعدن، فإنه يشكل تجمعاً في الجزء العلوي من السبيكة. وتبدأ عملية التصلب من قاع البوتقة وتتقدم إلى أعلى.
-
ويعد هذا التصلب المتحكم فيه أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق بنية مجهرية موحدة وكثيفة. فهي تقلل من العيوب مثل المسامية والانفصال، وهي عيوب شائعة في عمليات الصهر التقليدية.
- تحسينات في خواص المواد:
- تعمل عملية VAR على تحسين الخواص الميكانيكية للصلب بشكل كبير. فهي تقلل من الفصل والشوائب في المناطق الدقيقة، مما يؤدي إلى تحسين قوة الشد واللدونة وصلابة الصدمات.
-
ويتم تحسين توحيد خصائص الفولاذ، طوليًا وعرضيًا، بشكل ملحوظ. وهذا الأمر مهم بشكل خاص للتطبيقات التي سيتعرض فيها الفولاذ لاتجاهات إجهاد مختلفة.
- التطبيقات والفوائد:
- يُعد الفولاذ عالي الجودة الذي تنتجه عملية VAR ضروريًا للتطبيقات الصعبة في مجالات الفضاء وتوليد الطاقة والدفاع والصناعات الطبية والنووية.
تُعد العملية مفيدة بشكل خاص للفولاذ المتخصص والسبائك الفائقة، حيث يتم تبرير التكلفة والوقت الذي تستغرقه عملية VAR بالأداء الفائق والموثوقية الفائقة للمنتج النهائي.المراجعة والتصحيح:
