真空感應(yīng)熔煉是所有高溫合金(包括變形、鑄造、粉末高溫合金)熔煉的第一步工序，其工藝優(yōu)點(diǎn)是在避免金屬氧化的前提下，可把易氧化的強(qiáng)化相形成元素Al、Ti加入到合金中，提高合金性能。由于真空感應(yīng)熔煉過(guò)程中高溫合金熔體與耐火材料坩堝壁在約1550℃的高溫下持續(xù)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成Al2O3、ZrO2、CrO3以及稀土氧化物等陶瓷夾雜物，同時(shí)澆鑄電極過(guò)程中也會(huì)帶入耐火材料澆道系統(tǒng)的無(wú)機(jī)夾雜物。國(guó)內(nèi)外對(duì)真空感應(yīng)熔煉過(guò)程中提高高溫合金純凈度的技術(shù)開(kāi)展了較多的研究工作，提出了包括泡沫陶瓷過(guò)濾、氧化鈣(CaO)坩堝精煉、電磁攪拌、旋轉(zhuǎn)鑄錠、復(fù)合熔鹽凈化、電磁軟接觸成形凈化等工藝措施。其中，泡沫陶瓷過(guò)濾凈化法是國(guó)內(nèi)外常用也是十分經(jīng)濟(jì)的方法，其除去合金熔體中陶瓷夾雜物的原理包括：尺寸較大的夾雜物從合金熔體中過(guò)濾、阻擋到過(guò)濾網(wǎng);尺寸較小的夾雜物被吸附到陶瓷濾網(wǎng)內(nèi)表面或已被過(guò)濾網(wǎng)俘獲的夾雜物上。目前，國(guó)內(nèi)外用于熔煉高溫合金的陶瓷過(guò)濾網(wǎng)材質(zhì)包括Al2O3、ZrO2、莫來(lái)石(3Al2O3·2SiO2)、堇青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)等。

　　真空感應(yīng)熔煉工藝對(duì)高溫合金成分的精準(zhǔn)控制國(guó)內(nèi)外已經(jīng)形成共識(shí)。通過(guò)真空下的感應(yīng)熔煉過(guò)程(包括氬氣保護(hù)下的精煉、電磁攪拌等)，可以把變形高溫合金的主元素、微量元素嚴(yán)格控制在要求的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，甚至有害微量元素(Pb、Sn、Bi等)與氣體元素能降低到幾個(gè)ppm級(jí)(即10-6)的水平，通過(guò)陶瓷過(guò)濾、加入添加劑(C、CaO基熔渣等)以及工藝優(yōu)化，可以把合金中的氧化夾雜物和O、N、H顯著降低等。

　　真空感應(yīng)熔煉時(shí)降低有害氣體(H、O、N)的含量是一個(gè)重要工藝環(huán)節(jié)。氫(H)元素在真空下的高溫合金熔體中溶解度很低，加上H與合金元素的親和力小，熔煉過(guò)程中擴(kuò)散到氣-液相界面的速度很快，這也是真空感應(yīng)熔煉的變形合金中H含量都很低，能夠滿足要求的原因;O元素在高溫合金以固溶態(tài)或氧化物雜質(zhì)形式存在，氧化物夾雜降低合金的疲勞及蠕變性能，減少合金中O含量的主要方法包括碳(C)脫氧、去除氧化物脫氧兩種方式，并且以前者為主，C在真空下脫氧的能力很強(qiáng)，基于的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理是：[C]+[O]=CO(g)↑，因?yàn)檎婵障翪O氣體的不斷揮發(fā)抽除，反應(yīng)平衡不斷右移，使合金中O含量持續(xù)降低，此外通過(guò)添加Al、Ca金屬也可以降低合金中的O含量。合理的熔煉工藝參數(shù)與C、Al、Ca等元素的綜合作用，可以去除合金熔體中的絕大部分O，能達(dá)到<10ppm;高溫合金中N以固溶體、氮化物(TiN、Ti(CN)、AlN等)兩種形式存在，而要降低合金中N元素的含量，一方面需采用低N的原材料特別是金屬Cr，另一方面則需要優(yōu)化精煉工藝、采用過(guò)濾等措施，研究表明，合金精煉溫度越高，時(shí)間愈長(zhǎng)，脫N效果越好，此外對(duì)合金熔體進(jìn)行電磁攪拌，也可以促進(jìn)脫N反應(yīng)進(jìn)行。

　　真空感應(yīng)熔煉工藝的另一個(gè)重要功能就是對(duì)高溫合金返回料的純凈回收再利用。車屑在高溫合金返回料中占了一大部分，因此，研究車屑的純凈熔煉有顯著的意義。國(guó)外采用真空感應(yīng)熔煉使用Y2O3坩堝，通過(guò)試驗(yàn)研究了GH4169車屑合金返回料重熔后的O、N含量，發(fā)現(xiàn)隨著真空度提高，合金中N、O含量降低(N從72ppm降低到7ppm;O含量從28ppm降低到8ppm);升高熔煉溫度，合金熔體中N含量無(wú)明顯變化而O無(wú)明顯變化，而O含量與脫氧劑C的添加量有一定關(guān)系。

　　真空感應(yīng)熔煉工藝雖然在高溫合金成分精準(zhǔn)控制、返回料回收等方面優(yōu)勢(shì)突出，但是制備的鑄錠內(nèi)部存在偏析內(nèi)部縮孔與疏松、陶瓷夾雜物等，真空感應(yīng)熔煉制備的母合金或電極棒需要進(jìn)行重熔，以進(jìn)一步提高材料的冶金質(zhì)量和力學(xué)性能。