钛铸锭现代熔炼技术

钛及其合金铸锭熔炼技术，从钛工业生产初期的非自耗真空电弧炉熔炼（NC）法发展到现在，已经形成了用真空自耗电弧炉熔炼（VAR）法生产钛及其合金铸锭的标准熔炼工艺．近年来航空、航天工业及其它领域对钛材质量要求的提高，推动了电子束、等离子冷炉床熔炼等新技术的发展，并形成了工业规模，为大大改善和提高钛及其合金铸锭的冶金质量提供了良好的条件．1钛及其合金铸锭的熔炼方法钛是活性金属，在高温下极易与氧、氮等气体反应，也几乎与所有的对蜗材料起反应．被污染的钛将失去原有的良好工艺性能．因此熔炼不能在大气中进行，必须在…     

低模量,高强度和人体植入用钛合金

优质的矫形钛合金应具有低弹性模量、低缺口敏感性和良好的生物相容性,同时还要避免存在铝和钒,为此研制出一种新的β钛合金Ti—12Mo—6Zr—2Fe.由于钼和锆较钛高得多的熔点和密度,很难用传统的二次真空电弧熔炼方法熔炼出均匀的Ti—12Mo—6Zr—2Fe铸锭,因此制定了这种新合金的三次熔炼技术,即两次真空电弧熔炼加一次电子束熔炼或两次等离子电弧熔炼加一次真空电弧熔炼.新合金具有优异的     

电子束冷床熔炼钛及钛合金的研究进展

随着钛及钛合金在航空航天工程上的需求增加,电子束冷床炉因在消除高低密度夹杂等方面具有独特的优势而获得广泛应用。本文从电子束冷床炉熔炼钛及钛合金的发展到现阶段的实际生产状况,详细介绍了电子束冷床炉的结构、工作原理以及铸锭组织优化,为改进熔炼工艺、合理利用电子束冷床熔炼技术以及工业化生产优质钛及钛合金铸锭提供借鉴。     

VAR熔炼中搅拌磁场对元素宏观偏析的影响

在利用真空自耗电弧炉(VAR)熔炼钛及钛合金铸锭时,因VAR熔炼本身特点,铸锭规格大型化后会出现合金元素控制困难、宏观偏析等问题,对产品质量造成严重影响。通过对成品直径为1040 mm的TA2铸锭中Fe元素、TA10铸锭中Ni元素成分进行分析,设计实验探究搅拌磁场对元素宏观偏析的影响。实验通过改变熔炼时的电磁搅拌方式,探究搅拌磁场对Fe、Ni元素宏观偏析的影响。结果表明两次熔炼都使用交流搅拌磁场的铸锭其偏析程度远远小于一次直流搅拌、二次交流搅拌的铸锭,头底Fe元素偏析率降低到6.25%。头底Ni元素偏析率降低到6.41%。经过分析,主要原因是因为搅拌磁场会影响熔池深度及金属凝固时的结晶,减弱Fe、Ni元素在钛熔液里凝固时因溶质再分配造成的结晶浓度偏差。     

铸造钛合金的熔炼工艺

钛是非常活泼的金属,在液态下和氧、氮、氢及碳的反应相当快,因此钛合金熔炼必须在较高的真空度或惰性气体(Ar或Ne)保护下进行。熔炼用坩埚均采用水冷铜坩埚,具体的熔炼工艺主要有三种方式:(1)非自耗电极电弧炉熔炼。合金熔炼在真空或惰性气体保护下进行。该工艺主要为自耗电极熔炼制备电极。(2)真空自耗电极电弧炉熔炼。以钛或钛合金制成的自耗电极为阴极,以水冷铜坩埚为阳极。熔化了的电极以液滴形式进入坩埚,形成熔池。熔池表面被电弧加热,始终呈液态,底部和坩埚接触的四周受到强制冷却,产生自下而上的结晶。熔池内的金属液凝固后成为钛…     

钛合金VAR熔炼过程中Al元素烧损差异分析

掌握钛合金熔炼过程中Al元素的烧损差异,有助于控制合金中Al元素含量。通过对TC4、TC18、TC19钛合金铸锭真空自耗电弧(VAR)熔炼过程分析,并根据熔炼过程中热力学及动力学原理推算,分析得出合金组元及含量会影响钛合金液相中Al元素的活度,从而影响Al(l)=Al(g)反应的进行,最终导致Al元素的烧损差异。通过对钛合金铸锭充氩熔炼与真空熔炼过程的分析,得出气相分压不同是造成不同熔炼环境中Al元素烧损差异的首要原因,并根据熔炼过程中热力学及动力学原理进行了验证。     

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。讨论了真空自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。     

基于Mile算法的大型TC4钛合金扁锭连铸模拟分析

电子束冷床炉熔炼是生产钛及钛合金铸锭的主要方法,利用该方法能够生产出高低密度夹杂少、组织成分均匀的高品质钛合金铸锭,而工艺参数是决定铸锭质量的主要因素。本研究利用铸造模拟专用软件PROCAST对电子束冷床炉熔炼大型TC4钛合金扁锭的连铸凝固过程进行数值模拟,研究了不同工艺条件下铸锭的温度场分布特征、初生枝晶半径、二次枝晶臂间距等,最终确定出本模拟工艺条件下,电子束冷床炉熔炼TC4钛合金扁锭的最佳工艺参数为熔炼速度250 kg/h,铸造速度20 mm/min,浇注温度1 700℃。     

Ti64合金的电子束冷床熔炼研究(英文)

电子束冷床熔炼工艺作为一种新熔炼技术,可应用于生产航空发动机转动件用优质钛合金和回收残钛.利用500 kW电子束冷床熔炼设备,研究了熔炼速度与Ti64合金铸锭化学成分和TiN夹杂溶解速度的关系.熔炼速度分别为70,100,140 kg/h时,Al挥发损失分别为22%、16%、12%.经超声探伤,在熔炼电极中加入的TiN夹杂能够全部消除.所熔炼的铸锭外部是均匀的柱状晶粒,心部是细小的晶粒.     

钛及钛合金VAR熔炼过程脱氧分析

钛及钛合金铸锭真空自耗电弧炉熔炼过程中,为了有效控制铸锭中的氧含量从而实现提升钛材料的室温抗拉强度,一般采用在制备自耗电极过程中添加适量的二氧化钛粉作为氧的添加剂控制铸锭的氧含量。在实际生产过程中发现,通过添加二氧化钛粉经两次真空自耗熔炼的钛及钛合金铸锭中上部氧含量无明显异常,底部氧含量有明显脱除现象,对此本文就该现象进行了相应的机理分析,认为一次熔炼过程海绵钛中的残留杂质元素Mg、Cl、C等在真空自耗熔炼过程中与添加的二氧化钛粉发生反应导致添加的二氧化钛损失所致。     

退火对海绵钛/电解钛熔炼TC4合金铸锭轧制板材组织性能的影响

以海绵钛和电解钛分别作为熔炼TC4钛合金的原材料,将熔炼后的铸锭进行热轧并退火处理,研究不同原料铸锭轧制的TC4合金板材退火处理后的组织与力学性能。结果表明:去应力退火对电解钛与海绵钛TC4合金板材组织的影响不大。再结晶退火后,电解钛与海绵钛TC4合金板材均有再结晶的等轴α相,而电解钛TC4合金的等轴化程度更高,内部组织更均匀。海绵钛TC4合金板材在经550 ℃退火处理后的应力去除效果比电解钛TC4合金的好,其强度略微降低,而塑性提升更为明显。电解钛TC4合金板材在经过800 ℃退火处理后的再结晶效果比海绵钛TC4合金好,其强度略微降低,而塑性得到极大的提升。两种钛合金板材退火后板材的断裂方式皆为韧性断裂。海绵钛TC4合金板材经退火后硬度降低,而电解钛TC4合金板材经退火后硬度增加。     

医用低刚度β型钛合金的研发

近年来 ,医用钛合金的研发趋势是开发具有良好机械加工性能的无毒无过敏元素的低刚度 β型钛合金。日本研究者根据纯细胞毒性、极化抗力数据、生物医用金属材料和纯金属的生物相容性 ,确定了无毒元素为Nb、Ta和Zr。他们根据Morinaga等人开发的d电子合金设计法确定候选合金成分 ,根据 3次电弧熔炼的实验室规模铸锭 (约 45 g)拉伸试验结果 ,开发了医用低刚度 β型钛合金Ti 2 9Nb 13Ta 4 6Zr ,并研究了该实用型合金的机械性能和生物相容性。熔炼与加工　 2 0kg级Ti 2 9Nb 13Ta 4 6Zr铸锭采用悬浮铸造法制备。铸锭先在95 0℃后在 85 0℃下…     

捷克可在实验室条件下制备Ti-6Al-4V合金小型铸锭

尽管中、美、英、日、俄等国在35年以前就已大规模生产Ti-6Al—4V，但在捷克至今尚无该合金的熔炼铸锭。斯洛伐克工业大学用重熔和铸造技术在实验室条件下制取了质量在300g以下的微型Ti-6Al-4V铸锭。实验用工业纯钛和超纯的铝、钒和镱作为原料，在石墨坩埚中用真空感应炉熔炼制成300g的小型铸锭。这种铸锭无论是熔炼，还是标准合金重熔，所需时间为30min，也就是说合金熔炼时液态合金与石墨坩埚壁接触时间为30min。     

Ti-51111S合金熔炼工艺研究

通过对Ti-51111S合金铸锭生产工艺的研究,分析中间合金加入、电极制备方式及熔炼参数对铸锭生产及化学成分均匀性的影响,探索出合理的Ti-51111S合金铸锭生产工艺。采用该工艺生产的Ti-51111S合金铸锭成分均匀,冶金质量良好,符合有关技术条件要求,可以满足民用钛材使用要求。     

锆合金精密铸造及熔炼用耐火材料的研究现状

锆及锆合金常被应用于核工业以及化学工业中。由于锆及锆合金熔点高,熔体的化学活性极强,会与常用的耐火材料发生反应,导致锆合金精密铸造与熔炼的难度增加,限制了其应用领域。锆与钛同处元素周期表的第IVB族,同属高活性金属,为此,结合钛合金相关方面的研究,简要介绍了锆合金的精密铸造与熔炼技术,论述了锆合金精密铸造与熔炼用耐火材料的研究现状,探讨了BaZrO3耐火材料用于锆合金熔炼的可行性,并对其在锆合金熔炼方面的应用作了展望。     

熔炼方式对TC17钛合金铸锭化学成分及棒材组织均匀性的影响研究

对比分析一次电子束冷床炉熔炼(EBCHM)加一次真空自耗电弧炉熔炼(VAR)和三次真空自耗电弧炉熔炼生产的φ820 mm TC17钛合金铸锭的化学成分均匀性,以及由这两种铸锭经相同工艺锻造得到的棒材的组织均匀性。结果表明,通过原材料控制和工艺参数设计,两种熔炼方式均可生产出化学成分均匀、杂质含量可控的大规格TC17钛合金铸锭,且EBCHM+VAR工艺在残钛回收方面具有优势;两种工艺得到的铸锭,经相同的锻造工艺可获得组织均匀的棒材,为航空转动件提供材料支撑。     

海绵钛中残留氯化镁对钛及钛合金熔铸的影响

分析了海绵钛残留氯化镁对钛及钛合金熔铸的影响。在钛及钛合金铸锭生产过程中,由于氯化镁吸湿现象导致压制的电极块出现白色析出物、一次锭表面有潮湿的黑斑以及真空系统内沉积物水化等现象。残留氯化镁对真空熔炼及设备的危害主要有:①增大发气量,降低熔炼真空度;②使铸锭气体杂质含量偏高,气孔增加;③使铸锭中残留的高熔点颗粒增加;④腐蚀真空系统,降低设备寿命。最后对出现的问题,提出了相应的预防措施。     

钛合金的感应加热新工艺

对2020年前世界上使用金属和合金的趋势的分析和预测表明，钛合金将是发展迅速和广泛应用的材料。由于钛合金的化学活性高，其铸坯的获得是有难度的，因此有人研究了在不采用真空系统或保护气氛的条件下，使液态金属与大气隔绝的技术。，本文研究了采用感应加热在钛铸锭内部获得熔体的方法。     

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。     

1000MPa级大规格宽幅高强高韧钛合金板材研制取得阶段性成果

<正>2022年8月，宝鸡钛业股份有限公司(以下简称宝钛)与中国科学院金属研究所共同承研的1000 MPa级大规格宽幅高强高韧钛合金厚板研制项目取得阶段性成果，项目团队在宝钛成功研制出单重8.7 t, 规格为55 mm×2200 mm×15 700 mm的1000 MPa级高强高韧钛合金板材。研制过程中，项目团队攻克并掌握了超大型高强高韧钛合金铸锭熔炼、大型宽幅超厚高强高韧钛合金板坯制备、宽幅超长高强高韧钛合金板材轧制等一系列关键技术，