Ti-1023合金VAR熔炼数值模拟研究

Ti-1023合金因其优异的性能广泛应用于大型承力结构件,然而因其添加Fe元素含量较高,容易在真空自耗熔炼(VAR)制备铸锭的过程中出现Fe偏析,影响锻件的性能。利用多场耦合重熔工艺仿真优化软件(Melt Flow-VAR)建立的模型研究了Ti-1023合金在VAR不同阶段下的熔池形状和元素浓度分布,并以模拟工艺制备了Ti-1023合金Φ640 mm大规格铸锭进行验证。结果表明:随着熔炼的进行,模拟的熔池形状按初期的扁平状→中期的V形→末期的深V形变化,熔炼后期的熔池深度为0.28 m,与实测结果基本一致。在铸锭中心线顶部和底部Fe和Al元素成分的模拟结果与实测值吻合良好,但在铸锭中间部分的模拟值与实测值存在较大偏差,分析认为是Melt Flow-VAR计算模型中没有考虑等轴晶的沉降所导致的计算偏差所致。