סגסוגת על בסיס ניקל מתייחסת לסוג של סגסוגת בעלת חוזק גבוה ועמידות מסוימת לחמצון ולקורוזיה ב-650 ~ 1000 מעלות, כולל סגסוגת עמידה בחום על בסיס ניקל, סגסוגת עמידה בפני קורוזיה על בסיס ניקל, סגסוגת עמידה בפני שחיקה על בסיס ניקל, סגסוגת דיוק מבוססת ניקל וסגסוגת זיכרון צורות על בסיס ניקל. לכולם יש יישומים חשובים מאוד, כגון סגסוגות-על מבוססות ניקל, המשמשות לעתים קרובות בייצור להבי מנועי תעופה ומנועי רקטות, כורים גרעיניים, ציוד להמרת אנרגיה וכו', ומשרתות את התחומים היוקרתיים של תעופה, ייצור חשמל , הגנה לאומית, טיפול רפואי ותעשייה גרעינית.
בשל נקודת ההיתוך הגבוהה של הרכיבים המקוריים של הסגסוגת על בסיס ניקל והדרישה הגבוהה לטוהר שלה, תהליך ההתכה של סגסוגת על בסיס ניקל שונה משיטת ההיתוך הקונבנציונלית, שהיא מאוד ייחודית. הסיכום הוא כדלקמן:
1. התכת אינדוקציה בוואקום (VIM)
התכת אינדוקציה בוואקום (VIM) היא שיטת התכה באמצעות אינדוקציה אלקטרומגנטית ליצירת זרם מערבולת במוליכי מתכת לחימום טעינת הכבשן בתנאי ואקום.
VIM יכול לספק את השליטה המרבית בהרכב הכימי כדי למנוע מגע של נוזל מותך עם מימן, חמצן וחנקן באטמוספרה. ערבוב אלקטרומגנטי יכול לא רק להפוך את הנוזל המותך לאחיד, אלא גם להביא ברציפות את המגיבים לממשק ההיתוך והוואקום, כך שתגובת הזיקוק שלאחר מכן יכולה להתנהל בצורה חלקה. תכולת הגז והנידוף והמשקעים של תכלילים לא מתכתיים יכולים לשפר מאוד את התכונות המכניות של רוב סגסוגות העל.
תנור VIM הוא ציוד התכה חשוב לייצור סגסוגות על בסיס ניקל, סגסוגות עמידות בפני קורוזיה וחומרי סגסוגת מיוחדים אחרים. במיוחד עבור סגסוגות המכילות אלמנטים פעילים יותר כגון אלומיניום וטיטניום, יש לאמץ היתוך אינדוקציה בוואקום.
2. התכה מחדש של אלקטרוסג (ESR)
Electroslag remelting (ESR) היא שיטת התכה על ידי שימוש בחום ההתנגדות שנוצר כאשר הזרם עובר דרך הסיגים המותכים כמקור החום. זה שהזרם עובר דרך חום ההתנגדות של בריכת הסיגים הנוזליים כדי להמיס את אלקטרודת המתכת, והמתכת המותכת מתכנסת לטיפות. כשהטיפות נופלות, הן עוברות דרך שכבת הסיגים ונכנסות לבריכת המתכת המותכת, ולאחר מכן מתגבשות ומתמצקות למטילי פלדה במגבש המקורר במים. מטלורגיית Electroslag היא אמצעי חשוב לייצור חומרים באיכות גבוהה כיום. הוא משלב התכה בטמפרטורה גבוהה, זיקוק כימי והתגבשות עיבוי לייצור מטילי איכות גבוהה. יש לו את היתרונות של טוהר גבוה, תכולת גופרית נמוכה, פחות תכלילים לא מתכתיים, משטח חלק של מטיל, התגבשות אחידה וצפופה, מבנה מטאלוגרפי אחיד והרכב כימי, והוא נמצא בשימוש נרחב בתעופה וחלל, צבא, אנרגיה, בניית ספינות, אלקטרוניקה, פטרוכימיה מכונות כבדות ותחבורה הם תחומים חשובים בכלכלה הלאומית.
3. התכת קשת מתכלה בוואקום (VAR)
Remelting של קשת ואקום (VAR) היא להשתמש באספקת חשמל DC כדי ליצור קשת בין האלקטרודה ללוחית הבסיס של כור היתוך הנחושת המונחת במעיל המים תחת ואקום. חימום הקשת יוצר חום גבוה, ממיס את האלקטרודה, ממיס את האלקטרודה ויוצר בריכה מותכת בכור הנחושת המקורר במים. המתכת המותכת משלימה התמצקות מהירה, התגבשות והתמצקות למטילים.
התכת קשת ואקום משמשת בדרך כלל לחידוד מתכות וסגסוגות הניתנות לחמצון בקלות כגון נירוסטה, סגסוגת על, טיטניום זירקוניום טנטלום ניוביום טונגסטן מוליבדן וכו', מה שמפחית את אובדן היסודות הפעילים (כגון אל ו-Ti), ואת תהליך התמצקות המטיל. ניתן לשליטה, משפר משמעותית את הניקיון, האחידות, העמידות בפני עייפות וקשיחות השברים של המטיל. לכן העקביות והאחידות של המבנה שלו טובה, מספר התכלילים קטן וטוהר הסגסוגת משתפר עוד יותר. התכת קשת ואקום מתאימה מאוד להתכת פלדה מיוחדת, מתכות אקטיביות ועמידות כדוגמת טיטניום, מוליבדן וניוביום.
ראוי לציין שרוב החומרים המיוחדים כגון סגסוגות-על באיכות גבוהה וסגסוגות עמידות בפני קורוזיה בבית ומחוצה לה מיוצרים לא בתהליך בודד, אלא בתהליך כפול או משולש, כלומר באמצעות תנור אינדוקציה ואקום בתוספת תנור התכה חוזר אלקטרו-שלג (VIM בתוספת ESR) או תנור אינדוקציה ואקום בתוספת תנור מתכלה בוואקום (VIM בתוספת VAR). יש גם כמה תעשיות קשות, כמו מוצרים צבאיים, המיוצרים על ידי (VIM פלוס ESR פלוס VAR).
