진공 아크 재용융(VAR)과 전기 슬래그 재용융(ESR)의 주요 차이점은 용융 방법과 용융이 발생하는 조건에 있습니다. VAR은 직류 전기 아크를 사용하여 진공 조건에서 소모성 전극을 재용융하는 공정으로, 항공우주 및 의료 엔지니어링과 같은 중요한 응용 분야에 적합한 높은 균질성과 청결도를 가진 소재를 생성합니다. 이와 달리 ESR은 진공 상태가 아닌 전도성 슬래그를 통해 용융하는 방식으로, 일반적으로 불순물을 제거하고 미세 구조를 개선하여 강철 및 합금의 품질을 향상시키는 데 사용됩니다.
VAR 공정:
- 진공 조건: VAR은 일반적으로 0.001~0.1mmHg(0.1~13.3Pa) 범위의 압력에서 진공 상태에서 작동하며, 이는 산화 및 기타 대기 오염을 방지하는 데 도움이 됩니다.
- 아크 용융: 이 공정은 직류 전기 아크를 사용하여 소모품 전극을 녹입니다. 아크는 수냉식 구리 도가니에서 전극과 용융 금속 풀 사이에서 생성됩니다. 이 아크는 고농축 에너지원을 제공하여 용융 공정을 정밀하게 제어할 수 있습니다.
- 재료 응고: VAR에서 재료의 응고는 아래에서 위로 연속적으로 진행되어 매우 견고하고 균일한 구조로 이어집니다. 이 제어된 응고 공정은 재료의 야금학적 특성을 향상시켜 피로도와 파단 인성을 개선합니다.
ESR 공정:
- 비진공 조건: VAR과 달리 ESR은 일반 대기 조건에서 수행됩니다. 용융은 전극과 잉곳 몰드를 덮는 전도성 슬래그 층을 통해 이루어집니다.
- 슬래그 용융: ESR에서 전극은 전도성 슬래그의 전류에 대한 저항에서 발생하는 열에 의해 녹습니다. 이 공정은 불순물을 제거하고 금속의 미세 구조를 개선하는 데 효과적이지만 VAR과 같은 수준의 청결도와 균질성을 제공하지는 못합니다.
- 재료 응고: ESR의 응고도 제어되지만 다양한 열 조건에서 발생하므로 재료의 최종 특성에 영향을 미칠 수 있습니다.
응용 분야 및 재료 품질:
- VAR은 특히 항공우주, 의료 및 원자력 산업에서 사용되는 재료와 같이 높은 수준의 청결도와 균질성이 요구되는 재료에 적합합니다. 진공 환경과 아크 용융 공정에 대한 정밀한 제어를 통해 최종 제품이 엄격한 품질 요건을 충족하도록 보장합니다.
- ESR은 고품질 소재를 생산할 수 있지만, VAR의 추가 비용과 복잡성이 정당화되지 않는 덜 중요한 응용 분야에서 사용되는 강철 및 합금의 품질을 개선하는 데 더 일반적으로 사용됩니다.
요약하면, 진공 조건에서 우수한 청결도와 균질성을 제공하는 VAR과 일반 대기 조건에서 효과적인 정제 및 불순물 제거를 제공하는 ESR 중 선택은 재료의 특정 요구사항에 따라 달라집니다.
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