真空电弧重熔(VAR)是在真空下利用直流电弧产生的热量将电极熔化的工艺。金属电极上滴落的金属熔滴滴入到水冷铜结晶器,当熔炼继续进行时,在结晶器里就逐渐地形成了一支新的锭料,合金锭上方覆盖一层金属熔池。采用真空电弧重熔工艺主要是为了获得纯净度和化学成分均匀的钢锭。对于高温合金和钛合金,真空电弧重熔通常是最后一步冶炼工艺。采用真空电弧重熔工艺冶炼的材料通常应用于航空发动机以及机身上的转动和承力部件。真空电弧重熔合金锭的常见缺陷有超声波探伤单显(本质为夹杂物聚集导致内部开裂)、黑斑、白斑等,其中黑斑和白斑可以通过成品材的低倍检验进行控制。超声波探伤可以发现由于夹杂物聚集导致成品材出现内部裂纹而造成的单显,但超声波探伤并不能使夹杂物聚集缺陷得到完全控制。夹杂物聚集造成的内部裂纹长度只有0.8~2 mm,甚至仅有0.4 mm,如果聚集的夹杂物在热加工变形过程未发生开裂,超声波探伤将无法识别该类缺陷,对于材料的后期加工和与服役存在致命的风险。因此,本文对真空电弧重熔夹杂缺陷的产生原因进行了详细的分析。本研究对真空电弧重熔过程中的白斑缺陷进行了分类,并对其成因进行了详细的分析。白斑缺陷可分为离散型、枝晶型和凝固型。偏弧和过长的弧长是白斑缺陷形成的主要原因,稳定的漫散电弧可以避免白斑缺陷的形成,对提高真空电弧重熔铸锭的冶金质量起着至关重要的作用。