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。     

论GH901合金真空熔炼铸锭中硼的宏观偏析

硼以间隙固溶态和与Mo形成Mo3B2的化合态两种形式存在于GH901合金中。在GH901合金真空熔炼过程中，硼并不挥发，被氧化的可能性也极小。 GH901合金真空熔炼铸锭中硼的宏观偏析，是由硼在GH901合金中的三大特点决定的。硼的最大特点是：在氢、硼、碳、氮和氧这样一些典型的间隙元素中它是原子半径最大的一个，具有强烈的微观和宏观偏析倾向。在晶粒尺度的微观范围内，硼强烈向晶界和枝晶间偏聚；在铸锭尺度的宏观范围内，硼具有明显向结构密度较低的晶区偏聚的倾向，因而铸锭外层细晶区由于结构致密，硼含量相对低些，而柱状晶区由于组织致密度稍差，硼的含量相对高些。硼的另一个特点是，具有与Mo形成Mo3B2的很强的化学亲和力，但由于GH901合金中总硼含量少，大部分硼将首先间隙固溶于晶界和树枝晶间界，随后冷却时以二次Mo3B2的形式析出，而以一次Mo3B2的形式在铸锭凝固过程中最后结晶的硼量不很多，因而，铸锭中心的等轴晶区中硼的含量不会太高。硼的第三个特点是在高温下的扩散系数很大，因而铸锭均匀化处理时，随着M3B2的溶解，间隙固溶态硼的数量急剧增加，硼明显地表现出从外层的细晶区向内层的柱状晶区进一步偏聚的倾向。 GH901合金真空熔炼铸锭中硼的宏观偏析程度取决于铸锭表面细晶区的厚度和Mo在铸锭截面上分布的均匀程度。因而，真空感应熔炼铸锭中硼的宏观偏析程度主要取决于浇注温度、全熔后的保温温度和保温时间。而真空电弧重熔铸锭中硼的宏观偏析主要与熔池的大小和深度有关，因而主要取决于稳定熔炼电流的大小。 铸锭经变形，破碎铸态组织，获得均匀一致的再结晶组织后，由于消除了晶区结构密度差，可使硼在制件截面上的分布趋于均匀一致。     

真空自耗电弧熔炼制备大尺寸TiAl基合金铸锭

通过选择合适中间合金,并控制最佳熔炼工艺,以真空自耗电弧两次熔炼制备了名义成分为Ti-32.3Al-4.7Nb-2.6Cr-0.9(W,Mo)(质量分数)的TiAl合金铸锭。该TiAl合金铸锭尺寸为160 mm×380 mm,其组分中高熔点元素Nb,W,Mo等在铸锭横截面的径向上分布均匀,O,N,H等气体间隙元素含量较低,Al元素在铸锭纵截面中心轴线上的质量分数与目标成分偏差为±0.8%,显示出优良的冶金质量。金相分析结果显示,该TiAl合金铸锭的组织为近片层组织,铸锭边缘晶粒尺寸要显著小于其中间及心部的晶粒尺寸。     

高温合金真空感应熔炼工艺研究

本文主要介绍高温合金真空感应熔炼的工艺过程,经过试验研究确定了真空感应熔炼参数,尤其是保温精炼期真空度、精炼温度、精炼时间对气体元素的控制,使铸锭具有良好的内部质量。     

非真空熔铸CuCrZr合金的抗烧损研究

高强高导CuCrZr合金在非真空熔铸过程中合金元素的氧化烧损是限制其工业化连续化生产的关键因素之一.为减缓合金元素的烧损,研究脱氧剂和覆盖材料对CuCrZr合金的非真空熔铸抗烧损效果的影响.结果表明,Mg元素的添加在熔炼初期能有效减缓Zr的烧损,且温度应当低于1 350 ℃,熔炼30 min后Zr的收得率在同一水平;当熔炼温度高于1 350 ℃时,合金中Zr元素烧损非常严重,Mg元素的保护作用大大减弱.采用复合盐覆盖能够显著提高Zr的收得率,熔炼30 min后其收得率仍达40.86 %.对合金炉渣进行XRD分析的结果表明:复合盐覆盖时,其炉渣相对木炭和氧化镁覆盖时更干净,炉渣中只含盐类.      

航空航天用Ti60高温钛合金铸锭制备工艺

针对Ti60高温钛合金在熔炼工艺上的关键技术,选用等级较高的0A级军工小粒海绵钛以及合适的中间合金,采用真空自耗电弧炉熔炼,通过控制熔炼电流电压等关键工艺参数,制备出Φ310 mm大型Ti60高温钛合金铸锭.铸锭表面质量良好,没有出现冷隔和不到边等缺陷.经检测,各合金元素在铸锭上均匀分布,杂质元素含量以及分布控制较好,系统研究了以中间合金方式添加的Nb、Ta、Mo等高熔点元素以及低熔点元素Sn的配入方式和熔炼电流、熔炼电压等工艺参数对合金铸锭的成分均匀性以及缺陷控制的影响.此铸锭通过后续工序所制出的锻件,经过力学性能以及超声探伤,均达到了行业要求.     

熔化工艺和铝含量对Fe-Al合金显微组织和机械性能的影响

本文介绍了在空气中有熔剂覆盖的感应熔化(AIMFC)和真空熔化(VIM)对Fe-(7~16wt%)Al合金的合金元素回收、减少夹杂、可加工性和机械性能的影响,用AIMFC和VIM两种方法制备了含Al分别为7wt%、9wt%和16wt%的三种Fe-Al合金铸锭,所有铸锭在1 373 K温度下进行热锻和热轧以进一步分析其化学成分、显微组织和机械性能。在AIMFC和VIM过程中Al的回收和脱氧非常好,AIMFC铸锭与VIM铸锭相比硫含量低而氢含量高,三种合金的VIM铸锭都可以成功热轧,但对于AIMFC的Fe-Al合金只有含Al较低的铸锭才能热轧,比较了Fe-7wt%Al合金热轧AIMFC铸锭和VIM铸锭的拉伸性能。本研究表明用AIMFC工艺生产与VIM工艺相似性能的低碳Fe-7wt%Al健全铸锭是可行的。     

镍基高温合金的熔炼工艺研究进展

镍基高温合金的熔炼方法是合金质量的决定性因素，真空感应熔炼可有效控制合金锭中O、N、H等气体及有害杂质元素含量，精确控制合金成分。在此基础上，对合金进行重熔（电渣重熔及真空自耗重熔），可进一步降低合金中S、P等有害杂质含量，消除成分偏析及缩孔等缺陷，对凝固组织进行优化调控，从而实现大规格高质量合金锭的熔炼。本文综述了镍基高温合金的熔炼工艺进展，重点介绍了真空感应熔炼、电渣重熔、真空自耗重熔等常用熔炼技术的原理和特点，论述了“真空感应熔炼+保护气氛电渣重熔”、“真空感应熔炼+真空自耗重熔”双联工艺，以及“真空感应熔炼+保护气氛电渣重熔+真空自耗重熔”三联工艺在镍基高温合金熔炼方面的研究进展，并对镍基高温合金熔炼工艺的选择和发展方向提出建议。     

430Ti冶炼工艺的研究

本文阐述了制作彩色显像管销钉用材,Al、N含量极低的430Ti钢的冶炼工艺。低N低Al的真空铬是冶炼该钢较为理想的铬料,并在真空感应炉中提纯,以降低其氧量。在提纯时将铬量配至19％是合理的。在真空感应矿中冶炼430Ti钢时,待钢液脱氧良好时加入J-Ti,有利于提高和稳定Ti的收得率,确保游离Ti的含量。在高真空,较低温度的条件下,通过较长时间的精炼,由于Ti与N结合成TiN并充分上浮,可使铜液中的N量降低至0.91％以下。     

1420Al—Li合金铸锭的DC铸造

介绍了感应炉熔炼、气体加真空精炼、DC铸造法生产1420Al-Li合金铸锭的工艺特点.DC铸造时,采用高纯氩气和特制熔剂双重保护、配合正确的铸造工艺参数,不但可以保证铸造过程正常进行,而且使铸锭的杂质和氢含量得到有效控制.可以生产合格的(?)650mml420Al-Li合金铸锭.     

RH真空精炼炉脱气工艺分析

结合生产实际数据,分析了RH真空脱气工艺过程。如要求[H]≤1.8×10-6,需真空处理9min;当要求[H]≤1.5×10-6时,冬、春季节RH处理时间为≥11min,夏季则为≥12min,秋季应为≥13min;RH脱氮率约为23%,且在脱气超过8min时RH脱氮出现拐点,延长真空处理时间对脱氮影响不大。     

RH炉真空系统真空度低下的原因分析

介绍了RH真空精炼炉冷凝器的构成和功能,分析了冷凝水对RH真空炉真空度的影响。     

酒钢RH炉真空系统真空度低下的实践排查

现场通过对RH炉真空系统真空度低的原因进行排查分析,查出影响真空度的原因,解决了影响真空度的问题,满足了工艺生产要求,为以后排查分析真空度低下的原因积累了经验。     

影响钢液真空脱气系统真空度的原因分析

根据 VD系统的工作原理 ,简单地介绍了几种影响 VD系统真空度的因素 ,并重点分析了系统内、外泄漏、冷却水及冷凝器结垢的影响作用 ,在此基础上提出一些相应的对策措施。     

宝钢2RH真空系统真空度低下的原因分析

运用兰德型问题分析技术对宝钢 2RH真空脱气系统真空度低的原因进行分析 ,查出影响真空度的原因 ,有效的解决了设备的故障 ,并在此基础上提出一些相应的改进措施     

Vacuum desulphurization of molten nickel

Abstract

A mass transfer model has been developed that describes the vacuum desulphurization of molten nickel. The basis of this model is simultaneous transport of dissolved sulphur and oxygen to the gasmelt reaction interface and elimination as sulphur dioxide. The main feature of this model is its accurate prediction of the dependence of the process kinetics on the oxygen content of the melts. This model successfully expains the post-boil desulphurization behaviour of 40 Kg and 120 Kg laboratory nickel melts over the whole range of sulphur and oxygen concentrations measured. The kinetic parameters thus determined were successfully used to predict the post-boil desulphurization behaviour of 5 and 15 tort nickel melts refined in commercial units.

Résumé

Nous avons dévelopé un modèle basé sur la théorie du transfert de masse pour décrire la vitesse de désulphuration du nickel liquide sous vide. L'essence de ce modèle est Ie transfert simultané du soufre et de l'oxygène en solution vers l'interface de réaction gaz-liquide et leur élimination sous forme gazeuse en tant que SO₂. Ce modèle predit avec précision les variations des vitesses de réaction en fonction de la concentration d'oxygene dans le metal liquide.

Nous avons utilisé ce modèle pour expliquer avec grand succés les caracteristiques de la desulphuration de bains de 40 et 120 Kg rafinés dans notre laboratoire. Le modéle peut être appliqué à tous les in tervalles de concentrations en soufre et en oxygène qui ont été traitées.

Les coefficients de cinétique chimique que nous avons obtenus de cette façon ont peut être utilises pour prédire les vitesses de désulphuration de bains de 5 et 15 tonnes rafinés dans nos usines de production d'acier inoxidable.     

Vacuum Refining of Molten Silicon

Metallurgical fundamentals for vacuum refining of molten silicon and the behavior of different impurities in this process are studied. A novel mass transfer model for the removal of volatile impurities from silicon in vacuum induction refining is developed. The boundary conditions for vacuum refining system??the equilibrium partial pressures of the dissolved elements and their actual partial pressures under vacuum??are determined through thermodynamic and kinetic approaches. It is indicated that the vacuum removal kinetics of the impurities is different, and it is controlled by one, two, or all the three subsequent reaction mechanisms??mass transfer in a melt boundary layer, chemical evaporation on the melt surface, and mass transfer in the gas phase. Vacuum refining experimental results of this study and literature data are used to study the model validation. The model provides reliable results and shows correlation with the experimental data for many volatile elements. Kinetics of phosphorus removal, which is an important impurity in the production of solar grade silicon, is properly predicted by the model, and it is observed that phosphorus elimination from silicon is significantly increased with increasing process temperature.     

RH真空脱碳工艺的研究分析

结合实际生产数据,分析了转炉终点控制对RH真空脱碳的影响,分析认为,冶炼超低碳钢时,转炉终点碳含量≥0.05%,需要进行RH强制脱碳;终点碳含量≤0.04%时,可以进行RH自然脱碳,也可以在出钢过程中进行最大810kg的微碳锰铁（锰含量80%）合金化操作。底吹氩2min降低钢水氧活度约190×10-6。没有底吹终点钢水碳含量不均匀,均匀性相差0.01%～0.02%。