3200kW电子束冷床炉熔炼纯钛电子枪工艺参数设置

电子束冷床炉熔炼是目前较先进的钛及钛合金熔炼技术,是生产大型优质钛锭的重要熔炼方式。本研究采用颗粒状海绵钛为原料,以垂直进料的方式熔炼大型纯钛扁锭,对电子束冷床炉熔炼区、精炼区、结晶器的4支电子枪工艺参数的设置进行了分析并制定了电子枪工艺参数。通过为期1个月的纯钛扁锭熔炼试验验证,结果表明,制定的工艺参数能够稳定生产纯钛铸锭,且熔炼速度可稳定在1 500 kg/h,挥发损失控制在3%以内,铸锭表面质量良好,化学成分均匀,成品率提高,有效降低了熔炼成本。     

大规格TA13钛合金铸锭Cu偏析控制

选用优质海绵钛为原料,以适当规格的Cu屑为合金添加剂,经混料→电极压制→电极焊接→一次真空熔炼→二次惰性气体保护熔炼,得到φ700mm规格TA13钛合金铸锭。分析了大规格TA13钛合金铸锭中Cu元素的分布特点技影响C。偏析的主要因素。合适的原料及配料方式、惰性气体保护电弧熔炼、低熔化速率及合理的补缩工艺等是避免大规格TA13钛合命铸锭中Cu元素发生宏观偏析的重要措施。     

大规格纯钛铸锭脱氧现象及对策

利用真空自耗电弧炉进行了大规格纯钛铸锭的工业生产,研究并分析Ф1040 mm大规格高氧含量纯钛铸锭的底部脱氧现象和氧元素均匀性的问题。纯钛铸锭底部脱氧的原因是海绵钛中的Mg与添加剂TiO₂在一次铸锭熔炼时反应引起的。采用真空自耗电弧炉对梯度加氧自耗电极进行两次熔炼,结果表明:通过梯度加氧的方式可以有效解决纯钛铸锭脱氧的问题,并显著改善纯钛铸锭氧元素成分均匀性,使生产出的Ф1040 mm高氧含量纯钛铸锭头部、尾部氧含量的偏差控制在0.011%范围内。     

3150KWB BMO-01型大功率电子束冷床炉熔炼TC4钛合金

通过从乌克兰引进的3150KWB BMO-01型电子束熔炼炉,使用工业纯海绵钛、Al-V中间合金和均匀铝豆经混料后压制成料块进行TC4钛合金熔炼试验,对铸锭进行检测分析、显微组织观察和力学性能测试。结果表明,通过合理的铝元素成分配比,熔炼出的TC4钛合金铸锭各元素含量符合国标要求。     

3150KWB BMO-01型大功率电子束冷床炉熔炼TC4钛合金

通过从乌克兰引进的3150KWB BMO-01型电子束熔炼炉,使用工业纯海绵钛、Al-V中间合金和均匀铝豆经混料后压制成料块进行TC4钛合金熔炼试验,对铸锭进行检测分析、显微组织观察和力学性能测试。结果表明,通过合理的铝元素成分配比,熔炼出的TC4钛合金铸锭各元素含量符合国标要求。     

TA10钛合金熔炼工艺的改进及性能分析

TA10钛合金铸锭传统的制备方法是合金元素镍以纯镍片形式添加,经三次VAR熔炼获得铸锭。再经锻造、轧制制成板材后,发现表面有微裂纹存在。经无损探伤检测和能谱微区成分分析,确定为镍富集的冶金缺陷。为此对熔炼工艺进行了改进,Mo、Ni合金元素以Ti-Mo-Ni中间合金碎屑添加,经二次VAR熔炼制备铸锭。再经锻造、轧制制成板材后,宏观和无损探伤检验未发现有微裂纹;化学成分分析和性能检测表明,铸锭侧面Mo、Ni合金元素波动范围≤0.017%,头、尾横截面波动范围≤0.07%,分布均匀,力学性能满足要求。     

轧制及轧制加拉拔工艺制备的TA2管材组织和性能

分别采用轧制与轧制加拉拔两种加工工艺制备规格为12 mm×1.25 mm的TA2管材。采用光学显微镜和扫描电镜观察管材的金相组织和内表面形貌,用万能材料试验机测试管材的室温力学性能,用数显显微维氏硬度计测定管材横断面的硬度,用试验机测试管材的扩口、压扁工艺性能。结果表明,采用轧制加拉拔工艺制备的TA2管材的力学性能、工艺性能和内表面质量均优于轧制工艺制备的同规格TA2管材。     

氧含量及轧制工艺对纯钛管材性能的影响

氧是钛及其合金重要的间隙杂质元素之一,它的含量对钛合金的组织和性能具有一定的影响。研究了不同氧含量、不同轧制变形量对纯钛管材性能的影响,分析了氧含量、轧制变形率、轧制相对减壁量（Q值）等对管材力学性能的影响规律。研究结果表明,氧含量对纯钛管材性能有明显的影响,纯钛管材氧含量在0．08％-0．13％范围内可获得强度高、塑性优异的管材;轧制Q值变化对纯钛管材性能具有重要的影响,当1．2≤Q〈2．3时,可获得综合性能优异的纯钛管材;冷轧变形率对纯钛管材的性能影响显著,当成品火次变形率控制在35％～60％范围时,管材综合力学性能优异。     

电子束（EB）冷床炉垂直进料系统电子枪扫描花样及延迟时间的确定

冷床炉熔炼是目前较先进的钛及钛合金熔炼技术,是生产钛及钛合金等难熔金属优质铸锭的重要手段。本文研究了3种不同原料配比的纯钛铸锭在电子束冷床炉熔炼区的2支电子枪的扫描花样和延迟时间。结果表明,本实验制定的熔炼区1#、2#电子枪的扫描花样及延迟时间,经8炉纯钛铸锭熔炼验证,完全能够满足实际生产需要,熔炼速度可达800kg／h,挥发在3．0％以下,铸锭化学成分均匀。     

TA2钛管电接触式退火工艺研究

采用电接触式快速加热法对TA2纯钛管材大气下退火的可行性及工艺进行了尝试,试验证明,采用该方式在1min～2min内将管坯加热至700℃～800℃,保温1min所获得的再结晶组织与力学性能与常规真空退火的相当,满足纯钛管材国标力学性能要求.其管材表面氧化轻微,对酸洗及刮修难度无影响.管材可进行较大变形量的后续加工,达到了中间及成品退火的目的.     

坯料处理方式对纯钛挤压棒材组织及性能的影响

采用正向挤压法分别对铸态及锻态纯钛坯料进行挤压对比试验,研究了经两种不同方式处理的坯料对挤压棒材组织及性能的影响。结果表明,铸态挤压坯料有粗大的柱状晶,金属协调变形性差,挤压后棒材表面质量较差且有连续的沟槽等缺陷;经过锻造的挤压坯料具有等轴组织,变形时金属流动更加均匀,挤压后的棒材表面光滑平整,力学性能优良。     

TA18钛合金斜轧管坯组织与性能研究

采用斜轧穿孔法制备TA18钛合金管坯,分析了管坯表面质量、氧化层厚度、组织和性能特点,并研究了开坯轧制加工率对管材组织的影响,以及热处理制度对成品管组织与性能的影响。结果表明:斜轧穿孔法制备的管坯表面光滑,其组织为变形的魏氏组织和少量的块状α组织。该管坯在进行两辊开坯轧制时,变形量应控制在55%以内。采用斜轧穿孔管坯生产的48 mm×5 mm成品管材,经过650~670℃×1 h真空退火处理后,其力学性能完全满足国军标GJB 3423—98和美标ASTM B 338—2010的要求。     

航空导管用TA18钛合金管材研制

航空导管用TA18钛合金管材要求具有很高的机械性能、良好的加工性能以及良好的耐腐蚀性能等综合性能。针对国内航空导管用TA18钛合金管材试制阶段所存在的问题,通过原料成分优化、每道次轧制变形量和Q值的控制以及管材退火温度的合适选择试图解决TA18钛合金管材综合性能的匹配问题;通过管坯尺寸偏差的控制以及每道次轧制精度的控制以达到成品管材尺寸公差满足标准要求;通过管材轧制中内外表面处理提高成品管材的探伤合格率。试制结果表明,采用此工艺可以制备尺寸精度及力学性能满足标准要求的TA18钛合金成品管材,但成品管材探伤合格率仅为66％,还需改进提高。     

挤压比和退火温度对TA22钛合金挤压管组织与性能的影响

通过热挤压方法制备了φ50 mm×8 mm和φ45 mm×7 mm两种规格的TA22钛合金管.研究了9.85、12.6两种挤压比和650、700、750、800℃四种退火温度对热挤压管显微组织和力学性能的影响.结果表明:挤压比对TA22合金挤压管的力学性能影响不大,可以采用较大的挤压比制备TA22合金管以提高生产效率;...     

带钢热连轧机生产TA10钛合金带的轧制工艺

在带钢热连轧机组上开展TA10钛合金带的轧制工艺优化研究,结合带钢轧制工艺设计,提出多组不同钛带轧制工艺规程,然后直接在带钢热连轧机上进行TA10钛合金带的热连轧生产试验。通过比较研究不同轧制工艺所生产产品的微观组织、力学性能及其他质量状态,揭示了不同热连轧工艺与组织性能的相关性,掌握TA10钛合金带热连轧变形特点,优选确定了TA10钛合金带的轧制工艺及参数,并投入生产应用后使该带钢热连轧机稳定生产出了基本满足相关技术标准要求的TA10钛合金带产品。     

大口径TC4钛合金管材的挤压组织与性能

采用16.3 MN卧式挤压机对TC4钛合金管材进行热挤压,研究了热挤压后管材不同部位的显微组织和力学性能。结果表明,TC4钛合金通过挤压变形可以获得均匀、细小的两相区加工组织。沿管材壁厚方向,外壁、中心和内壁的晶粒尺寸逐渐变大。但沿管材纵向,头部、中部、尾部的晶粒尺寸基本一致,这种组织均匀性保证了管材头、中、尾不同部位具有均匀一致的力学性能。     

Physical Simulation of the Hot Direct Rolling of Steel

Thin slab casting and direct rolling technologies became important for hot strip production to increase the productivity, to lower the investment costs and to increase the energy efficiency. The main objective of our investigation is to gain a better understanding of the microstructural evolution starting from solidification through to the final hot rolled sheet. Small ingots were cast and direct rolled and reheated and rolled, using a thermomechanical testing machine. The differences in the recrystallization kinetics during both production routes were measured using double hit hot compression tests. In addition, multipass deformation trials were performed to reveal differences in the resulting microstructure and the grain size homogeneity. It was found, that the coarse initial microstructure before rolling become negligible after three rolling passes. This means that despite the simple and economical direct rolling similar mechanical strip properties can be obtained in comparison to conventional strip production routes.     

冷加工变形率对工业纯锆管材组织与性能的影响

采用冷加工方法制备了R60702工业纯锆管材,研究了冷加工变形率分别为20%,30%,40%,50%,60%的冷加工及700℃×1 h真空再结晶退火对材料组织和力学性能的影响。结果表明:工业纯锆管材冷加工变形程度在20%时加工硬化明显,随着变形程度的继续增大,硬化程度趋于稳定;700℃×1 h退火后,不同冷加工变形率的管材组织均为再结晶组织,晶粒细化程度随变形率的增加逐渐加大,20%变形率在工业纯锆的临界变形区,晶粒粗大且不均匀;随着变形率的增大材料的强度变化不大,塑性有增加的趋势,20%冷加工变形率时的强度和塑性值均为最低。     

低成本高性能粉末冶金钛合金

粉末冶金是短流程制备低成本、高性能钛及钛合金的有效方法。低成本氢化脱氢（HDH）钛粉可用于制备粉末冶金钛合金制件，但由于受间隙原子含量高、烧结致密度低和微观组织粗大等因素影响，使粉末冶金钛制品的组织性能优势得不到发挥。实验采用氢化脱氢钛粉—冷等静压—真空烧结的技术路线制备了Ti-6Al-4V烧结坯，间隙原子含量低（O<0.16 wt.%, N<0.05 wt.%, H<0.015 wt.%），具有均匀细小的近等轴?组织，良好的室温拉伸性能（UTS>930 MPa, YS>870 MPa, El>14%）。实验同时表明了HDH工艺制备低间隙原子含量钛粉的可行性，间隙原子含量的增加主要源于粉末及压坯的操作、转移和储存过程。得益于粉末冶金钛合金的细晶和近终成形特点，它无需通过开坯锻造，并且近成型的烧结坯能够提高材料利用率，减少后续热加工变形量及加工道次。因此，以粉末钛合金烧结坯替代锻坯进行后续的塑性加工能够大幅度降低钛合金构件及型材的成本。     

H65黄铜管冷轧变形模拟分析与实验研究(续)

图3-b可以看出,孔型脊部区域的管坯内表面温度明显高于外表面,这主要是由于外表面摩擦较小,而内表面的摩擦相对较大,产生的摩擦热远远大于外表面。由此可知,对于减壁量不大的皮尔格冷轧管,引起金属温度变化的主要因素不是塑性功的转化而是由于摩擦所引起的,因此实际生产中应加强对管坯表面的润滑,以免产生过高的温升。H65黄铜在200℃～700℃会发生脆性转变,如果实际冷轧管生产中,管坯变形区的温度出现如图3所示的情况,即使工作应力较小,也可能超过材料此时的强度极限,从而产生如图4所示的周期性横向裂纹。