自耗电极制备方式对Ti-22Al-25Nb合金铸锭化学成分的影响

设计了5种制备Ti-22Al-25Nb(at%)合金VAR熔炼用自耗电极方案,并制备了该合金。对VAR熔炼的Ti-22Al-25Nb合金铸锭进行了化学成分分析。结果表明,自耗电极制备方式对铸锭的化学成分均匀性影响较小,对化学元素的损失率影响较大。采用纯金属加入时Al元素的损失率为23.8%,采用中间合金方式加入时损失率最小,为4.9%。混料+布料+压制方式是制备Ti-22Al-25Nb合金VAR熔炼用自耗电极的最佳的方式。     

熔炼工艺对Ti-662合金化学成分均匀性的影响

以小颗粒海绵钛和不同种类中间合金为原料，对比分析合金元素添加方式和熔炼工艺参数对Ti-662合金铸锭化学成分均匀性的影响。结果表明：自耗电极中各元素的原始分布均匀性对铸锭化学成分均匀性有较大影响，采用多元中间合金的添加方式能够获得比纯金属及二元中间合金添加方式更均匀的化学成分；增加真空自耗电弧熔炼次数有利于铸锭头部和尾部合金元素的均匀分布；通过3次真空自耗电弧熔炼及充氩熔炼，采用纯金属Cu及二元中间合金添加方式能够生产出化学成分均匀性较好的Ti-662合金铸锭，能够满足工业化生产需求。     

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,经二次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。     

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。     

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。     

TiNi形状记忆合金真空感应熔炼工艺的研究

采用真空感应加石墨坩埚的熔炼工艺,研究熔炼时间、坩埚内径和铸锭质量对TiNi合金的化学成分均匀性和杂质C、O含量的影响。结果表明：杂质含量随熔炼时间和熔液比接触反应面积（A/V比）的增加而增加,其中对C含量的影响程度远大于对O含量的影响;同等条件下,A/V之比与坩埚内径、铸锭质量有密切的关系。10~20 kg铸锭采用10 min+15 min的熔炼时间和内径为160 mm的坩埚能够熔炼出杂质量较低、成分均匀的合金。     

合金元素对Ti-Mo合金的相结构和力学性能的影响

采用真空电弧熔炼工艺制备了含Fe、Nb、Al和Sn的Ti-12 Mo合金铸锭,并对其进行了950℃保温30 min炉冷和水冷的热处理.研究了化学成分和热处理对Ti-12 Mo合金相结构和力学性能的影响.结果表明:Ti-12 Mo合金中加入Al、Sn元素能起稳定α相的作用,加入Fe元素能起稳定β相的作用,加入Sn元素则阻...     

TC21合金铸锭熔炼工艺研究

采用真空自耗电弧炉熔炼并浇注了TC21合金大规格铸锭.研究了中间合金的选择、电极制备方式以及熔炼工艺参数对合金铸锭成分均匀性的影响,探索出了TC21合金铸锭合理的生产工艺.结果表明,采用该工艺生产的TC21合金大规格铸锭化学成分均匀,冶金质量优良,满足使用要求.     

熔炼工艺对C-Cr-Ni-Mo-Co系新型不锈钢夹杂物类型与元素偏析的影响

分别采用真空感应炉(VIM)和真空感应+电渣重熔+真空自耗(VIM+ESR+VAR)的熔炼方法制备了一种新型高强度不锈钢,并通过Aspex Explorer、电子探针、扫描电镜等手段对钢中夹杂物及偏析程度进行了研究。结果表明,VIM工艺熔炼的铸锭中夹杂物以Al_2O_3、Cl盐类为主,尺寸在0~20μm,并含有少量Al-Mg尖晶石与硫化物;VIM+ESR+VAR工艺熔炼的铸锭中夹杂物种类与前者相近,但其尺寸明显小于前者,尺寸为0~10μm,铸锭中并未发现Cl盐类夹杂物。两种工艺熔炼的铸锭中枝晶偏析规律较相似,Mo、Cr元素在枝晶间偏析,C元素在枝晶干偏析,VIM+ESR+VAR相对VIM工艺能够较好地改善铸锭的元素偏析程度。     

真空自耗熔炼法制备大规格TA5-A铸锭

采用真空自耗熔炼方法制备了名义成分为Ti-4A1-0.005B的大规格TA5-A钛合金铸锭,并测试铸锭的化学成分及β转变温度,观察了铸锭的低倍金相组织.实验结果表明:真空自耗电弧熔炼制备的φ720 mm×2600mmTA5-A钛合金5t铸锭,其元素Al、B成分分布均匀,满足GJB944-90标准要求,且O、N、H气体间隙元素含量低,铸锭低倍组织无明显的气孔、偏析、金属或非金属夹杂等冶金缺陷,且铸锭表面质量良好,满足工业化生产要求.     

利用BaZrO_3坩埚制备钛镍形状记忆合金组织及性能的研究（英文）

TiNi形状记忆合金由于其优良的合金性能,而成为商业化应用最为广泛的形状记忆合金。利用25 kg级自制BaZrO_3坩埚制备了49.3Ti-Ni (at%)合金,并将铸态合金加工成为直径为1 mm的丝材。利用XRD、氮氧化物分析仪等分析测试手段对合金的化学成分及物相组成进行研究分析,利用扫描电镜、光学显微镜对合金的显微组织进行观察,利用两台自制设备对合金丝材的形状记忆回复率及疲劳性能进行分析测试。实验结果表明,利用BaZrO_3坩埚对制备的钛镍合金的氧、氮含量能够分别达到560和17μg/g,杂质元素含量满足ASTM对于医用植入物以及医疗器械的标准要求;相对真空电弧熔炼,利用BaZrO_3坩埚感应熔炼制备的TiNi合金化学成分更加准确均匀;与石墨坩埚感应熔炼相比,利用BaZrO_3坩埚制备的TiNi合金丝材表现出更为优良的形状记忆回复率和抗疲劳性能,其形状记忆回复率在550℃保温20 min淬火后,变形量为2%时能够达到98.62%,其疲劳性能在500℃保温20 min淬火后能够达到3072次。     

电子束冷床炉单次熔炼TA10合金热连轧板坯

针对目前VAR法制备TA10合金铸锭后续加工卷板存在的不足,初步分析电子束冷床炉熔炼过程中的组元挥发机理,研究TA10合金在电子束冷床炉上的单次熔炼工艺。结果表明,经电子束冷床炉单次熔炼的TA10合金热连轧板坯化学成分均匀,铸锭宏观组织均匀,满足卷板的后续加工要求。     

钛合金电极块混料均匀性对铸锭成分的影响

采用数值模拟和实验结合的方法,通过MeltFlow VAR软件对铸锭成分进行模拟预测,并对不同混料方式下电极块的化学成分开展实测分析,研究不同原材料混料分布情况下铸锭经过3次真空自耗电弧熔炼后的成分分布。结果表明,从工程化制备角度考虑,钛合金原材料经混料压制成电极块后,其化学成分分布并非完全均匀。熔炼过程中电极沿纵向顺序熔化,一次锭的成分受电极块成分不均匀分布的影响明显,经过2次和3次熔炼后,成分差异逐渐减少。因此,采用名义配比设置电极成分边界,可用于工程化钛合金制备过程中铸锭成分均匀性的模拟预测。     

超高强度β21S合金铸锭成分均匀性的控制

针对超高强度β21S合金（Ti-3al-15Mo-2.7Nb-0.2Si)熔炼上的技术难点，采用真空自耗电弧熔炼和真空凝壳浇铸的方法，研究了Mo,Nb合金元素的添加式以及熔炼工艺参数对该合金铸锭成分均匀性的影响，结果表明：以Ti-Nb,Ti-Mo中间合金为配料，采用合理的熔炼工艺，可获得性能良好，成分均匀的β21S合金铸锭。     

钽对(Ni51Ti49)1-xTax和Ni50Ti50-yTay形状记忆合金相变行为的影响

向TiNi形状记忆合金中添加第三或第四组元是改变它们相变特性的有效途径。人们发现,添加Co、Fe、Cr等能降低TiNi基形状记忆合金马氏体转变温度,而添加Hf、Pd能提高TiNi基形状记忆合金马氏体转变温度;此外,添加铜能降低TiNi基形状记忆合金的相变滞后宽度,而添加铌则增大TiNi基形状记忆合金的相变滞后宽度。美国科研人员系统地研究了钽对(Ni51Ti49)1-xTax和Ni50Ti50-yTay合金相变特性的影响。合金采用六次电弧熔炼(预真空度为13mPa~33mPa),然后在氩气中浇注到水冷铜模中形成锭重为20g~35g的铸锭(6mm×12mm×125mm),铸锭封装到…     

BaZrO3耐火材料与TiM(M=Fe,Ni)熔体的界面反应

以TiO2作为助熔剂,采用等静压成型技术配合固相烧结技术制备了BaZrO3坩埚,并用制备的BaZrO3坩埚采用真空感应熔炼技术进行了TiM(M=Fe,Ni)熔炼试验.通过对熔炼后的合金铸锭与坩埚的界面区域进行的宏观分析、SEM微观形貌观察、EDS分析,发现熔体对坩埚不造成侵蚀,坩埚材料也不污染熔体,熔体与坩埚内壁之间无明显反应层存在.这将给BaZrO3耐火材料用作坩埚材料的TiFe和TiNi合金的真空感应熔炼工艺提供理论支持.     

Ti50Ni47Fe3合金的铸态及均匀化热处理显微组织

采用真空感应法熔炼制备了Ti50 Ni47 Fe3合金铸锭,对合金铸锭进行了均匀化热处理,运用金相显微镜,XRD,带有EDS的SEM等手段进行显微组织分析.结果表明,Ti50 Ni47 Fe3合金的铸态显微组织由内到外依次呈不规则胞状、柱状和细长等轴状,主要原因为冷却速度不同导致合金的晶粒形核和长大存在差异.均匀化热处理一定程度上能消除枝晶偏析,1000℃下均匀化12 h后,合金枝晶偏析和析出相显著减少.     

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。     

热处理对Ti—13Nb—13Zr合金显微组织的影响

Ti- 1 3Nb- 1 3Zr合金具有低模量、高生物相容性、耐蚀、抗磨等特性。经 7次非自耗电弧熔炼制备了 Ti- 1 3Nb- 1 3Zr合金的饼坯 ,化学成分如表 1所示。表 1　 Ti- 13Nb- 13Zr合金饼材的化学成分元素 O N C Fe Zr Nb Ti含量 /% 0 .130 .0 0 70 .0 180 .0 813.713.6余量　　该合金的 β转变温度是 375℃ ,将饼坯在 6 80℃ ,α+ β相区热轧成 4 mm厚板 ,切取试样 ,然后进行热处理。采用光学显微镜、扫描电镜和 X射线衍射等观察了组织 ,并测定了显微硬度。不同热处理条件下 Ti- 1 3Nb- 1 3Zr合金的相组成、晶格常数、显微硬度见表 2。X…     

钛合金VAR铸锭中的偏析

钛合金铸锭通常都是将海绵钛与合金添加料配合,压制电极块,焊接一次电极,然后二次真空电弧熔炼(简称VAR)而成.该工艺方法本身就存在来自合金元素添加方法引起的偏析和凝固偏析两大弊病.前者一是由于合金元素在电极块中分布不均匀,熔炼中来不及消除就凝固了;二是合金元素中有高熔点和高密度元素,在两次VAR中不能完全熔化和混合均匀.后者是由于电磁力、浮力和重力等因素引起的合金元素集聚而产生的宏观偏析与微观偏析.