钛合金电子束冷床熔炼研究进展

为了提高钛合金的冶金质量和回收钛合金废料,电子束冷床熔炼技术作为代替真空自耗电弧熔炼的先进熔炼技术,在钛工业中的应用越来越广泛。本文综述了电子束冷床熔炼技术的工作原理及特点,和钛合金冷床熔炼过程中去除硬α相夹杂和控制Al元素挥发的研究进展,最后介绍了我国电子束冷床熔炼技术现状。     

钛合金中的硬α缺陷及其等离子体冷炉床熔炼控制技术

本文分析了钛合金中硬α夹杂物的性质及其产生原因,调研了国内外因硬α缺陷引发的飞机飞行事故和发动机故障,认为硬缺陷是影响发动机转子零件使用可靠性最主要的潜在威胁之一.硬α夹杂物具有很高的熔点和极大的脆性,很容易成为发动机转子部件过早疲劳断裂失效的裂纹源.与真空自耗电弧炉相比,利用等离子体冷炉床熔炼技术(PACHM),可以有效地消除钛合金中的硬夹杂物.等离子体冷炉床熔炼技术是生产航空发动机转子级优质钛合金的一种有效的熔炼方法.     

钛合金电子束冷炉床熔炼综合模拟

最近几年，电子束冷炉床熔炼工艺（EBCHR）作为真空电弧熔炼的替代方法或补充方法正在不断发展，这是由于它具有较高的去除夹杂能力，例如通过溶解或沉淀去除硬。等．虽然EBC34lt与其他熔炼方法相比具有许多优点，但在电子格控制、熔炼速度及炉料补充等方面还有一定困难．要得到成分均匀、组织均匀、无夹杂的重熔铸锭，必须对上述参数进行严格控制．从工艺分析及最佳工艺多数选择两方面来看，建立数学模型不失为一种有效的方法．法国Bell。t等人建立了将冷护床护和二次锭分开的数学模拟模型．模型考虑了热传递（堵漏壁上的热传递，液态…     

流动液体中夹杂物超声去除的影响因素

以高密度聚乙烯（HDPE）颗粒和水形成的悬浮液为研究体系。考察了有无超声波作用下。介质流量、夹杂物数量以及夹杂物的粒径对总去除率、上浮去除率、壁面粘附去除率的影响。实验结果表明，在短时间内（30s)超声波对流动液体中的夹杂物具有明显的去除效果。总去除率达93％。夹杂物的总去除率随着超声波输入电功率的增大而提高；超声波对较多数量或较大粒径的夹杂物去除效果更显著。超声波作用下流动液体中的夹杂物比静止液体中的更容易去除。超声波对流动液体中夹杂物去除效果的去除机理主要是通过气泡捕获夹杂物，超声空化效应产生直接包裹夹杂物的气泡以及通过夹杂物碰撞凝聚使夹杂物容易上浮实现去除。     

在中间罐内去除钢水中夹杂物技术发展

介绍去除钢水中夹杂物的基本原理,讨论在中国罐内去除钢水中夹杂物的主方法和技术。指出大力一切加铸中间罐内去除钢水中夹杂物技术是当前发展我国连铸生产的一个重要课题。     

行波磁场净化液态金属时矩形管及三角形管内夹杂物去除效率的理论 …

采用活塞流及轨线模型,对行波磁场化态金属时,三角形及矩形管中夹杂物的去除效率进行了理论分析,找出了提高夹杂物去除效率的途径;对两种形状管的夹杂物去除效率进行了比较;确定了行波磁场能有效去除夹杂物的粒径范围。     

等离子冷床炉冶炼钛合金去除夹杂物的研究

通过熔炼前在原料中加入不同密度的夹杂物,研究了等离子冷床炉去除高、低密度夹杂的效果。研究表明:高密度夹杂物的去除效果与熔体流过的距离、时间和熔池的涡流状况密切相关;较长的熔池暴露时间和较长的流动距离对低密度夹杂物Ti N等的去除十分有利。等离子冷床炉熔炼实现了对合金熔化、精炼、铸造过程的单独处理和调控,在消除各种夹杂物方面表现优异。     

行波磁场净化液态金属时矩形管及三角形管内夹杂物去除效率的理论解析

采用活塞流及轨线模型,对行波磁场净化液态金属时,三角形及矩形管中夹杂物的去除效率进行了理论分析,找出了提高夹杂物去除效率的途径;对两种形状管的夹杂物去除效率进行了比较;确定了行波磁场能有效去除夹杂物的粒径范围     

钛合金冷床熔炼技术进展

钛合金铸锭中经常出现高密度夹杂和低密度夹杂等冶金缺陷，这种夹杂缺陷成为钛合金零部件的疲劳裂纹源，降低零部件的使用寿命，用于航空发动机，可能引起机毁人亡的重大灾难。常规的真空电弧三次熔炼不能去除原料中的高密度夹杂和低密度夹杂。为了生产优质高洁净航空发动机转动件用钛合金，在20世纪80年代末，国际上引入了冷床熔炼技术.本文主要讨论了钛合金中典型的冶金缺陷和冷床熔炼技术的原理、应用和发展。     

超声处理对钢液中夹杂物去除和细化的实验室研究

研究了超声波处理去除钢液中夹杂物的可能性,以及超声波对钢中夹杂物细化的影响。实验结果表明,超声波单独处理可以去除钢液中Al_2O_3夹杂物,但去除率较低,在5%～12%之间,同时超声波对夹杂物产生细化效果,夹杂物平均直径减小,尺寸较小的夹杂物数量有所增加。     

连铸中间包内夹杂物去除机理的水模型研究

通过选择乳状液滴模拟夹杂物和连铸中间包水模型实验,考察了控流装置、浇铸速度及夹杂物粒径对中间包内夹杂物去除行为的影响规律.结果表明:挡墙-挡坝组合控流去除夹杂物效果最佳,中间包内强湍流区夹杂物的碰撞、聚合以及向上和表面流速的增加是主因;中间包注流区加入冲击槽,虽然其流体流动特征发生改变,但对夹杂物去除率的影响并不显著;浇铸速度较高时,仅靠控流装置的优化已不能很好地改善夹杂物的去除效果.     

电磁过滤钢液中非金属夹杂物的运动速度和去除效率的理论分析

电磁过滤原理是根据非金属夹杂物与熔体导电性的差异,在电磁场作用下非金属夹杂物与熔体的运动规律不同,使非金属夹杂物与熔体分离,经流体力学分析、采用柱塞流及轨线模型研究电磁过滤水平流动钢液中非金属夹杂物的运动速度和去除效率,结果表明,非金属夹杂物的去除效率随着熔体流速（u)和过滤器的高度（2h)的降低而增加;随着电磁力（f)、电磁力作用区长度（x)和非金属夹杂物的粒径（dp)的增加而增加,经分析表明,采用电磁过滤法可有效去除粒径小于10um的非金属夹杂物,该模型可用来设计过滤器的结构和确定电磁过滤工艺参数,为电磁去除钢液中的非金属夹杂物技术的工业应用提供理论基础。     

钛冷炉床熔炼技术的最新进展

钛冷炉床熔炼技术作为生产高质量钛锭的方法，与传统的真空自耗电弧熔炼相比，具有许多优点，如可以有效地去除低密度夹杂（LDI）和高密度夹杂（HD），提高铸锭的冶金质量，提高残钛利用率，降低生产成本，并且还可生产国、扁、空心等各种锭型的传锭．近年来，国外将冷炉床熔炼技术视为进一步提高金属纯度，预防飞机发动机用钛合金压气机盘因夹杂缺陷引起的灾难性事故的重要手段．美国一些发动机生产厂已制订了新的材料标准，要求采用电子束或等离子炉床熔炼的材料[1]．最近，美国、日本的生产商也纷纷建造冷炉床炉．本文重点给出了电子束…     

钛铸锭VAR熔炼中的Nb夹杂

概述了VAR熔炼钛铸锭的Nb夹杂缺陷,讨论了其主要来源及形成机理,提出了防止VAR铸锭产生Nb夹杂缺陷的方法.     

钛合金电子束冷床熔炼技术的发展现状

钛合金具有比强度高、耐高温、耐腐蚀性能好等优点,在许多领域已经得到了广泛的应用.综述了钛合金熔炼技术的研究进展,并介绍了电子束冷床的原理及优点和其去除高、低密度夹杂以及控制Al元素挥发的技术现状.     

内含硬α夹杂钛合金轮盘裂纹扩展研究

为研究钛合金轮盘内部硬α夹杂疲劳裂纹扩展特性,对含预置硬α夹杂钛合金轮盘开展低循环疲劳裂纹扩展试验。结果表明:5229次循环后轮盘破裂;疲劳断口宏观、微观特征显示,预置硬α夹杂为本次疲劳破坏的疲劳源;在裂纹扩展前期,轮盘断口裂纹扩展速率较材料试验数据快;在裂纹扩展中期,断口裂纹扩展速率曲线呈对数线性关系;为了解决疲劳裂纹扩展后期疲劳条带不易识别的问题,使用等效裂纹扩展模型拟合断口裂纹扩展速率曲线,从而可以利用疲劳条带宽度来计算总寿命。同时,利用断口数据,提出和总结了预置硬α夹杂钛合金轮盘裂纹扩展特性仿真研究的方法。仿真研究显示:基于Paris公式建立裂纹扩展模型能较好地预测轮盘裂纹扩展特性;轮盘由于疲劳发生最终断裂破坏时,裂纹前沿的应力强度因子远大于断裂韧性,因此,不宜使用应力强度因子直接作为破裂准则。     

影响铝熔体非金属夹杂物含量的因素

本文根据多年生产实践经验,从炉料质量、熔炼设备、熔炼工艺及操作、熔体转注和熔体净化方法等五个方面论述了影响铝熔体中非金属夹杂物含量的诸因素。指出降低熔体中非金属夹杂物含量的途径。     

钢精炼过程非金属夹杂物演变与控制

夹杂物控制是高品质特殊钢生产的难点和重点,本文介绍了钢中夹杂物的主要类型及其在精炼过程中的生成演变及去除行为规律,并结合作者的研究与实践,阐述了夹杂物控制的关键技术.钢中夹杂物类型与最初脱氧产物有较大的区别,其生成和演变与钢中的成分元素(如Ca、Mg和Ti等)密切相关,同一组成的夹杂物在钢中形态分布不同,最终会导致评级...     

区域熔炼法净化金属铀的理论与实验研究

通过理论计算分析了区域熔炼过程中熔化区域宽度、区熔次数等对U提纯效果的影响。实验采用理论优化条件,以U中Al、Mo、W、Ni、Ca、C等元素为研究对象,利用原子发射光谱(ICP-AES)和金相(OM)分析了提纯前/后铀中杂质元素的浓度、夹杂物分布特点。结果表明:区域熔炼法对铀中杂质元素有一定的去除作用,试棒中部的待测杂质总量从1189μg/g降低至402μg/g。对W,Ni,C的去除效率高,Al和Mo的去除效果不明显。夹杂物尺寸减小,沿熔化区域方向富集。     

硬脆材料的磨粒加工仿真技术

单晶硅等硬脆材料具有高硬度、低断裂韧性等特性,属于难加工材料,其加工表面易产生微裂纹、亚表面损伤层等缺陷。影响硬脆材料磨粒加工过程的因素复杂,一般用仿真技术来研究磨粒加工硬脆材料的去除机理等。本文概述了硬脆材料磨粒加工相关研究中广泛应用的网格法、无网格法以及网格与无网格结合方法,对比分析各仿真方法的特点及存在的局限性并提出未来的研究方向。