钛合金真空自耗熔炼中的风险识别及预防措施

在高温下,钛的活性迅速增加,可与许多物质发生剧烈反应。目前高品质钛合金的主流熔炼工艺为在真空或惰性气氛保护下的三次真空自耗熔炼。在熔炼过程中,钛合金溶液的熔池温度可达1750℃以上,必须对铜坩埚、电极杆、炉体等设备重要部位通水冷却。在实际的大规模生产中,容易因操作不当、设备故障等原因引起设备冷却水漏进坩埚,与钛合金溶池接触后发生爆炸,造成人员伤亡和财产损失。本文结合实际生产和设备管理经验,总结了真空自耗熔炼炉的危险因素,分析了对应的预防措施。     

钛合金真空自耗电弧熔炼技术发展

目前,生产钛及钛合金铸锭的基本方法仍为真空自耗电弧熔炼方法.讨论了真空白耗电弧熔炼钛合金的常见铸锭缺陷和预防措施.回顾了近代真空自耗电弧熔炼(VAR)技术的发展.较详细地介绍了为获得更高质量的铸锭,当前对VAR熔炼过程控制技术所作的努力及取得的进展.指出了未来真空自耗电弧熔炼控制技术的发展方向.     

钛及钛合金熔炼技术发展现状

目前生产钛及钛合金铸锭最主要的方法是真空自耗电弧熔炼以及冷床炉熔炼方法。详细介绍了真空自耗电弧熔炼、电子束冷床炉熔炼以及等离子束冷床炉熔炼技术的原理、特点和发展现状。     

英国航空钛合金锻件的质量控制

近几年来,通过对英国罗·罗公司材料技术条件的研究和英国钛合金锻件的解剖分析工作,证实英国航空钛合金锻件的质量水平较高。他们的质量控制办法也是有效的。现以斯贝发动机Ti-679合金的压气机盘和隔圈锻件为例,对英国α+β钛合金航空锻件的质量控制方法作一简要分析,以供国内借鉴。 合金化学成分的内控规范 英国生产钛合金锻坯的帝国金属公司(IMI)十分重视一次自耗电极的制备质量,除了制备电极的原材料有技术标准外,合金元素的加入方法已不采用传统的“合金包”方式,而是采用合金元素和钛颗粒在滚筒中大混料的方法,使组成一次自耗电极的每个小块电     

真空自耗电弧炉真空系统的检漏

主要论述了用于生产钛及钛合金铸锭的真空自耗电弧炉真空系统的组成与特点,针对钛、钛合金的冶金特点及生产实际,阐述真空系统漏率对于生产钛、钛合金的意义;应用最新技术的莱宝300型检漏仪,对真空系统进行了测漏,总结了检漏方法,此法对真空白耗电弧炉真空系统或类似的真空设备测点的设计、检漏具有指导意义.     

钛粉末冶金研究进展(英文)

从第12届世界钛会可以看出,传统钛粉末冶金即冷压烧结在降低钛制品的制造成本和改进烧结钛制品的成分及显微组织方面已有了许多可喜的进展。结合第12届世界钛会有关钛粉末冶金方面的研究报告,主要从钛粉体烧结过程中氧和残留氯化物的去除和控制、使用氢化钛粉的优点、通过控制氢化钛粉烧结过程相变制备出具有超细(亚微米至几个微米)显微组织特征的高性能钛材料、合金元素含量高钛合金的烧结特点、微波辐射烧结钛及钛合金几个方面讨论了钛粉末冶金相关研究的最新进展。     

钛废料脱氧工艺研究现状及进展

钛合金性能优异,被广泛应用于航空航天、化工、海洋工程等领域。随着钛制品的广泛应用,低纯度、多成分的废钛料大幅度增加,并且氧易溶解在钛合金中,增加了钛废料回收的难度,如何减少和回收金属钛废料成为钛工业发展中一项急需解决的重要课题。钛及钛合金与氧有很强的亲和性,通常钛废料在加工和使用过程中氧含量很高,氧与钛形成固溶体会降低钛合金的延展性和抗疲劳性,因此氧含量较高的废料不能再用作生产钛锭的原料,降低氧含量是钛废料回收利用的首要任务。近年来研究最为广泛的钛合金脱氧方法有熔盐电化学脱氧工艺、氢化-脱氢法(HDH法)、钛及钛合金熔炼脱氧工艺(添加脱氧剂和熔渣)等。熔盐电化学脱氧工艺中,改进的钙-卤化物熔盐脱氧法(OS法)和剑桥法(FFC法)均以钛的固体氧化物为阴极,在实验室研究中取得很好的脱氧效果,为二氧化钛直接制备金属钛提供新的研究方向,但是该工艺工业化进程中存在着氧在固体电极中扩散速度慢等问题。固体透氧膜法(SOM)绿色环保,解决了FFC法电流效率低、副反应难以控制等问题,但透氧膜的稳定性等问题阻碍了其工业化进展。而USTB工艺能将钛的成本降低到接近铝的成本,但工业化进程仍然存在一些有待解决的问题,如大型阳极加工困难、电解过程中阴极沉积不稳定等。HDH法用于废钛材脱氧是近几年各国学者研究的热点,但其目前仍存在脱氢工艺中难以彻底去除氢、钛产品中氧含量过高等有待解决的问题。金属热还原结合钛合金熔炼工艺是回收废钛材、降低氧含量的一条有效途径,而研究合适的脱氧剂及脱氧熔渣是实现废钛材回收的关键。本文综述了钛废料回收脱氧工艺的原理及研究发展现状,包括OS法、FFC法、SOM法及HDH法。重点介绍废钛料利用金属热还原法结合熔炼工艺进行脱氧的研究进展,包括熔渣、脱氧剂的选择等,并对熔炼脱氧工艺的研究进行了展望。     

中国真空学会第五届真空应用学术会议论文摘要(之二)

四、真空应用 A1 真空电弧和真空双电极电弧 熔炼钛合金锭组织的比较──研究直接 利用铸钛作为等温锻造坯料的可能性许嘉龙 (上海钢铁研究所) 张志超 (上海钢铁研究所)方平伟 (上海钢铁研究所)胡五玉 (上海钢铁研究所) 真空双电极电弧熔炼(VADER)是一种新的真空熔炼工艺,利用此法熔炼的高温合金锭子具有细小、均匀的等轴组织,减少了偏析,提高了热加工性能。本文比较了真空电弧和真空双电极电弧熔炼 Ti-10V-2Fe-3Al和Ti-6Al-4V锭子的组织。结果表明真空双电极电弧熔炼的钦合金锭子也具有细小、均匀的等轴组织,大大改善了宏观和微观偏…     

钛合金冶金缺陷实例分析

对在工程实践中遇到的部分钛合金冶金缺陷实例进行了总结分析,并提出了相应的预防解决措施。实例分析结果表明：钛合金冶金缺陷形式主要有硬a缺陷、夹杂物、偏析、孔洞等。这些冶金缺陷主要是在钛合金的真空自耗熔炼过程中形成并遗传下的,且基本上可以通过提高原材料品质和改进熔炼工艺加以控制或消除。     

真空自耗电弧炉恒熔速控制系统改造

为真空自耗电弧炉设备由恒电压控制升级改造至恒熔速控制系统。通过对2000kg真空自耗电弧炉熔炼钛合金的生产工艺、过程参数、产品要求进行了详细分析,选取恰当的数据采样算法,为更好的掌握真空弧电压、真空弧电流、钛合金熔炼速度等工艺参数间的耦合关系提供了良好的依据。同时对真空自耗电弧炉的控制系统现状及熔炼技术发展做了综述。在PLC中建立弧电压、弧电流,熔炼速率等的计算公式来实现设定各级控制回路的设定值。     

等离子焊箱真空控制系统研制

在钛及钛合金熔炼生产中,真空等离子焊接是电极制备的重要工序,而真空等离子焊接的真空度对铸锭的质量影响很大。针对真空等离子焊箱真空控制系统的工艺和控制要求,研制基于工控机+PLC(S7-300)+INFICON PCG410-S真空计的集散控制系统,实现了对真空泵组、电磁阀、真空压力和枪抽空进行实时监测与控制优化。生产实际应用表明,该系统在提高抽真空效率,降低漏率,确保高质量钛及钛合金电极生产方面效果显著,具有一定的应用前景。     

低能耗节约型钛及钛合金熔炼技术的发展趋势

钛合金具有密度低、比强度高和耐腐蚀性能好等优点,是一种优异的航空航天材料,其应用领域也正在向民用领域扩展.但是,熔融态的钛和钛合金具有极高的化学活性,几乎能与目前已知的所有耐火材料发生反应,因此,钛及钦合金熔炼技术及相关的耐火材料研究一直是钛合金研究极具挑战性的领域.综述了钛及钛合金的熔炼技术及相应的耐火材料的研究发展现状,并对高效节能钛合金感应熔炼技术所需的耐火材料的研究做了展望.     

气体冷却真空电弧凝壳炉

防止爆炸危险和提供直接方法来回收废钛的要求,已经促进了在炉体内部任何地方不使用水冷却的５００磅废钛回收炉的发展。用自耗或非自耗直流电弧供应热,电极位置保持自动控制。坩埚是凝壳型的,用高压氦冷却系统排出热量。用输送装置在炉工作中添加合金或废料,并能在熔炼过程中取样。通过试车已将炉子组装妥。在试验过程初期出现的坩埚熔穿,没有火花也无危险。从废钛中铸成的坚实铸锭,最重可达５４８磅。     

电子束冷炉床熔炼(EBCHM)技术的发展与应用

本文系统总结了电子束冷炉床熔炼(Electron Beam Cold Hearth Melting-EBCHM)技术近四十年的发展脉络。详细介绍了电子束冷床炉熔炼的各主要方面,包括电子枪的改进,冷床炉结构演变和功能扩展以及消除钛合金冶金缺陷的独特优势、电子束冷床炉熔炼科学技术应用现状及当前的主要研究方向等。指出近年来EBCHM技术在钛及钛合金工业生产中的应用持续稳定增长,除了钛的废料回收,消除钛的冶金缺陷提高合金质量,满足航空发动机转动部件要求,是主要的推动因素。可为广大钛冶金、材料应用工作者和设计人员提供有价值的参考。     

钛及钛合金表面微弧氧化技术及应用

微弧氧化(MAO)技术不从外部引入陶瓷物料,而是直接在基体金属表面"原位(In-Situ)"氧化烧结获得氧化物陶瓷层,具有膜层致密性高、与基体结合力强等特点.综述了钛(Ti)及钛合金MAO技术的工艺过程、形成机理、影响因素以及应用领域,简介了采用MAO制备TiO2复合薄膜及其在光催化方面应用的研究结果,以期进一步推动钛合金MAO技术的发展和应用.     

关于真空自耗电极凝壳熔铸炉采用石墨作衬里坩埚的探讨

一、前言 真空自耗电极凝壳熔铸炉,是一种新型的熔炼设备。它不仅能在真空条件下熔炼高熔点的金属或活性金属,而且最为突出的是保持了被熔炼金属不与其它杂质发生化学反应,使之不受污染。同时也能够在同一真空容器(炉体)内,浇铸成型。因此,它已经成为发展钛合金铸件的必须的设备了。 钛属于活性金属。在600～700℃时氧就向钛中扩散。当钛中含氧量达到0.25%时,钛的延伸率就会降低一倍;含氧量超过0.7%时,钛就失去了塑性变形的性能。 钛在800℃以上时与氮发生化学反应,而生成氨化铁(TiN2),使钛变脆。 钛与氢的反应最为剧烈,在700～800℃时吸收…     

真空自耗电弧炉用Φ720mm坩埚的优化和改进

真空自耗电弧炉是生产钛及钛合金铸锭的主要设备.坩埚是真空自耗电弧炉必不可少的部件,是真空自耗电弧炉重要的组成部分.坩埚筒体材料的性能和坩埚结构不仅影响到坩埚的寿命,亦对生产效率和生产成本产生巨大影响.本文就8t真空自耗电弧炉用Φ720 mm×3000 mm坩埚的失效原因做了分析,提出了优化方案及改进方法.     

原位自生(TiB+TiC)/Ti-1100复合材料的高温力学性能及强化机制

利用常规钛合金的真空自耗熔炼以及热加工技术,制备了原位自生(TiB+TiC)/Ti-1100复合材料。对该复合材料的微观结构进行研究,并分别在高温环境下测试了基体合金以及复合材料的高温拉伸性能,最后对其强化机制进行研究。结果表明:钛基复合材料的屈服强度可以用数学模型来计算。增强体的加入使复合材料的高温力学性能明显优于基体合金,且其高温强度的提高主要受益于碳的固溶强化、TiB纤维的传递载荷、TiC颗粒的强化位错等因素的贡献。     

钛合金未来发展充满期待

<正>从1791年发现钛矿以来,人们经过150年的艰难探索,提取出高纯度的钛。自1950年电弧炉应用于钛合金的熔炼之后,钛合金取得了飞速的发展。钛及钛合金材料具有质轻、高强、耐热、耐蚀、可焊以及生物相容性好等优异的综合性能,在航空航天、海洋工程以及石油化工领域得到越来越广泛的应用,有"海洋金属"、"太空金属"、"全能金属"之称,已经成为国防科技工业和     

3D打印用球形钛粉制备技术研究现状

目前,我国3D打印材料市场规模已达到30亿元,其中钛合金占比最大,达到了20%。3D打印钛合金零件被广泛应用于航空航天、核工业、医疗器械及运动器材等领域。钛合金粉末作为3D打印钛合金零件的重要金属材料,其性能(包括氧含量、纯净度、球形度、粉末粒径、粉体密度等)直接影响到3D打印钛合金零件的成型性能,3D打印钛粉的制备技术及工艺已成为国内外开发和研究的热点。首先详细介绍了制备球形钛粉的主要方法,包括雾化法(气雾化、离心雾化、等离子雾化)、球化法(激光球化、等离子球化)、造粒烧结脱氧法,同时综述了国内外研究现状;接着对球形钛粉制备技术进行了比较,认为造粒烧结法因制粉成本低廉而具有很大的发展前景;最后对球形钛粉制备技术的发展趋势进行了展望。