高真空环境从根本上破坏了Nb-MASC合金的熔化过程，因为它极大地降低了铝（Al）和铬（Cr）等挥发性元素的沸点。由于这些降低的沸点通常低于熔化整个合金所需的温度，因此这些关键元素会迅速蒸发，而不是融入熔体。
核心要点 在高真空下加工含有挥发性组分的合金，会导致沸点降低而发生大量蒸发。这会导致化学成分严重偏离设计目标——例如铬损失高达92.5%——从而无法实现预期的材料性能。
蒸发机制
沸点降低
在高真空环境（例如10^-5 bar）下，材料的热力学性质会发生显著变化。特别是，物质从液态转变为气态（沸点）所需的温度会随着周围压力的降低而降低。
熔化温度冲突
对于Nb-MASC合金，加工温度必须足够高才能熔化难熔基体（铌）。然而，在高真空下，这种必需的加工温度会超过铝和铬等挥发性添加剂的降低的沸点。
这些元素不会熔化和混合，而是立即汽化。
对合金完整性的影响
严重的成分偏差
这种现象的直接结果是化学成分的急剧变化。合金将其挥发性组分损失到真空室气氛中，而不是保留在铸件中。
损失量化
这种损失的规模对材料的设计来说通常是灾难性的。研究表明，在这种条件下，铬损失可能高达92.5%。
这种程度的损耗意味着最终铸件与预期的化学计量设计几乎没有相似之处。
理解权衡
真空清洁度与成分控制
真空熔炼通常因其去除杂质和防止氧化的能力而备受推崇。然而，当处理高蒸气压元素（挥发物）时，这种优点就变成了缺点。
“清洁度”陷阱
虽然高真空可能成功去除氧气或氮气，但它也会不加区分地“清洁”合金中必不可少的合金元素。
在涉及低熔点元素时，您不能优先考虑大气纯度而忽略蒸气压管理。
优化炉气氛
要成功制备Nb-MASC合金，您必须放弃高真空规程，转而采用气氛控制。
- 如果您的主要关注点是成分精度：您必须调整炉气氛（可能引入惰性气体）以提高环境压力，从而将Al和Cr的沸点提高到合金熔化温度以上。
- 如果您的主要关注点是工艺稳定性：在熔化阶段完全避免高真空设置（例如，10^-5 bar），以防止挥发性组分的剧烈蒸发。
成功合金化挥发性元素需要将炉压与最敏感成分的蒸气压限制相匹配。
总结表：
| 涉及的元素 | 工艺中的作用 | 高真空（10^-5 bar）的影响 | 失效后果 |
|---|---|---|---|
| 铌 (Nb) | 难熔基体 | 需要高熔化温度 | 高温引发挥发物蒸发 |
| 铬 (Cr) | 挥发性添加剂 | 沸点低于熔点 | 总含量损失高达92.5% |
| 铝 (Al) | 挥发性添加剂 | 熔化阶段快速汽化 | 严重的成分偏差 |
| 惰性气体 | 压力控制 | 高真空下不存在 | 防止蒸气压损失至关重要 |
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