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目 录 4

绪论 4

1．真空电阻炉 4

1.1真空电阻炉的结构与设计 4

1.1.1真空电阻炉的分类 4

1.1.2真空电阻炉的结构设计 5

1.1.3真空电阻炉的设计参数 12

1.2真空电阻炉的加热功率计算 13

1.2.1加热工件消耗的有用热流量Ф2的计算 13

1.2.2真空电阻炉在稳定状态下损失热流量Ф3的计算 13

1.2.3加热室内各构件蓄热流量Ф4的计算 18

1.2.4真空电阻炉加热功率的确定 18

1.3真空电阻炉加热器的设计计算 19

1.3.1加热体材料及性能 20

1.3.2加热体的计算 21

1.3.3加热体的联接型式 23

1.4真空热处理概述 25

1.4.1真空热处理的理论基础 25

1.4.2真空热处理工艺 28

1.5真空热处理炉的结构设计 32

1.5.1真空热处理炉的炉型和作业方式 32

1.5.2真空热处理炉的组成 34

1.5.3气淬室的设计 35

1.5.4淬火油槽的设计 39

1.5.5料筐的传动机构 40

1.6真空炉冷却水量的计算 42

1.7 电阻炉真空系统的设计计算 43

1.7.1真空系统的设计参数 43

1.7.3选泵和配泵 44

1.7.2真空系统设计中应注意的主要问题 44

1.7.4电阻炉真空系统的种类 45

1.8真空电阻炉的电气系统 47

1.9真空热处理炉的加热功率和加热体的计算例题 51

2．真空感应炉 51

2.1真空感应炉概述 51

2.1.1真空感应炉的工作原理 51

2.1.2真空感应熔炼工艺 51

2.1.3真空感应熔炼的特点 53

2.1.4真空感应炉分类 54

2.1.5真空感应炉的发展概况 55

2.2真空感应加热与熔炼的物理基础 56

2.2.1 电磁感应与涡流热 56

2.2.2集肤效应与透入深度 58

2.2.3邻近效应与圆环效应 60

2.2.4综合效应与坩埚中温度分布 62

2.2.5电动力效应与搅拌原理 62

2.3真空感应炉的结构设计计算 64

2.3.1炉体设计 64

2.3.2坩埚设计 67

2.3.3感应器设计 71

2.3.4转轴设计 74

2.4真空感应炉的参数计算 75

2.4.1 电流频率的计算与选择 75

2.4.2真空感应炉的功率计算 76

2.4.3感应器的电气参数计算 78

2.4.4感应器的水冷计算 83

2.5真空感应炉的电源 84

2.5.1 几种常见的中频电源 84

2.5.2真空感应炉电源的选择 87

2.6真空感应炉设计计算例题 88

2.6.1计算的已知条件 88

2.6.2坩埚及感应器的尺寸计算 89

26.3真空感应炉的功率计算 89

2.6.4感应器的电气参数计算 89

3．真空电弧炉 91

3.1真空电弧熔炼概述 91

3.1.1非自耗电极电弧炉 91

3.1.2真空凝壳熔炼的特点 91

3.1.3真空自耗电极熔炼的特点 91

3.1.4真空电弧炉的发展概况 92

3.2真空中的电弧 92

3.2.1真空中的电弧及其性质 92

3.3真空自耗炉的结构及其设计计算 94

3.2.2影响电弧的因素 94

3.3.1炉子型式 95

3.3.2炉体 95

3.3.3坩埚及其水冷装置 97

3.3.4电极杆及其传动装置 108

3.3.5防爆装置 116

3.3.6观察装置 118

3.3.7真空系统 119

3.4真空电弧炉的电源和自耗电极的控制 120

3.4.1真空自耗炉的熔炼电流、电压和功率计算 120

3.4.2电弧电源 124

3.4.3电源引线 130

3.4.4 电极传动的自动控制 133

3.5真空自耗炉的电热计算例题 135

3.6真空凝壳炉 136

3.6.2真空凝壳炉的结构特点 137

3.6.1真空凝壳炉的结构和参数 137

4．电子束炉 142

4.1概述 142

4.2 电子束加热原理 143

4.2.1 电子通过加速场后的动能 143

4.2.2束流与物质的基本作用 144

4.3电子束炉的结构 145

4.3.1炉体设计与X射线屏蔽 145

4.3.2送料机构 150

4.3.3结晶器和拖锭机构 151

4.3.4真空系统 151

4.4熔炼功率、熔化速度和送料速度 153

4.4.1熔炼功率 153

4.4.2加速电压与功率密度 154

4.4.3熔化速度和送料速度 155

4.4.4 电子束炉的能量平衡和热效率 156

4.5轴向电子束发生器 158

4.5.1基本结构和特点 158

4.5.2阴极的设计 159

4.5.3电子枪的电极参数和电子束外形 164

4.5.4电子光路系统设计 166

4.5.5试验和调整 170

4.6 电子束熔炼炉的主回路 172

4.6.1主回路的组成 172

4.6.2电子束功率的稳定 172

4.6.3对电源的要求 173

4.6.4高压电源 174

附录 177

参考文献 181