真空自耗方法冶炼工业尺寸TiAl合金铸锭的冶金质量分析

分析了真空自耗+真空自耗凝壳复合方法冶炼工业尺寸TiAl合金铸锭的冶金质量,并在Al元素分布的均匀性、氧含量和铸锭组织方面与单步真空自耗电极电弧冶炼方法制备的铸锭进行了对比。结果表明:真空自耗+真空自耗凝壳复合方法可以制备出完整、无裂纹的TiAl合金铸锭;与单步真空自耗电极电弧冶炼制备铸锭相比,该方法制备的TiAl合金铸锭,不同位置Al含量波动小,铸锭实测成分与设计成分偏差小。观察发现,铸锭组织为粗大柱状晶组织,铸锭中心位置柱状晶平均宽度为560μm,R/2位置柱状晶平均宽度为800μm,边缘位置2000μm。     

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。     

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。     

自耗电极熔炼钛的新技术

俄罗斯一家公司开发出一种凝壳———自耗电极熔炼钛的新技术。该项技术是用前次熔炼后残留于坩埚中的凝壳作电极 ,在电极与装入坩埚的残钛、海绵钛和必要的合金化组分之间引弧 ,利用电弧熔化电极和坩埚中的炉料。电极熔化完以后 ,将一部分熔融金属注入铸型 ,利用剩余部分把未熔化的残钛粘在凝壳上。带有残料的凝壳 ,其重量可在装料和重熔自耗电极 (前次熔炼的凝壳 )总重量的 30 %～80 %之间调整。采用这种熔炼技术 ,可以使用 10 0 %的残料 ,残料与海绵钛可直接加入坩埚 ,块状炉料的尺寸仅受坩埚大小的限制 ,铸锭的化学成分非常均匀。自耗电…     

真空自耗电弧炉熔炼钛锭偏析缺陷的分析与改进

目前,世界各国钛锭的主要生产方法仍是真空自耗电弧重熔（ＶＡＲ）法,该方法的特点是熔炼速度快,可生产大型铸锭,生产的铸锭基本上可满足一般工业的要求［１］． 真空自耗电弧炉熔炼和凝固结晶的基本特征是自耗电极不断地熔化,同时,铸锭自下而上地在结晶器中连续凝固增高．在熔化过程中,冷却条件、熔池形状和深度等均不是一成不变的,而且,合金元素在凝固结晶时的分配系数各异,这样,不可避免地使合金元素或化合物在树枝状晶间富集而形成偏析。虽然人们已采取各种防范措施,但由于合金成分、原料状况、工序质量控制、实际熔炼条件…     

BT25钛合金大规格棒材的研究

BT25钛合金主元素采用多元中间合金的形式加入,经过3次真空自耗电弧炉熔炼,其铸锭成分满足技术条件的要求且成分较为均匀.铸锭采用β相区开坯,再经α β两相区多火次锻造,最后锻成Ф220 mm的棒材.棒材的高、低倍组织以及高温、室温力学性能等各项技术指标均符合标准要求.     

用大型凝壳炉炼制钛合金铸锭

据俄罗斯出版的《有色金属》月刊报道,原全苏轻金属研究院研制成一种称之为ΓРЭ(凝壳-自耗电极)熔炼法。此法的周期工艺过程是:将既科袭入坩埚;描真空;用其空直流电弧自耗电极熔炼;累积的熔体倒入铸模并冷却。这种方法的特点在于从坩埚中可得到在熔炼     

基于PLC真空自耗电极凝壳炉控制系统

针对早期真空自耗电极凝壳炉的综合技术性能相对落后的现状,通过国内最大容量的真空自耗电极凝壳炉(500kg)熔炼工艺及控制过程,介绍了一种基于PLC真空自耗电极凝壳炉控制系统,系统的分析了真空自耗电极电弧凝壳炉控制原理和各个参数之间的关系,提出了凝壳炉控制中的关键点与难点,结合设计中出现的问题,现场运行数据表明,PLC控制系统运行稳定可靠,操作方便,维护量小,对提高熔炼工艺水平、保证产品质量和提高经济效益具有非常重要的意义。     

坩埚冷却系统改造对中间合金熔炼的影响

以Zr-Sn—Fe—Cr—Ni合金为研究对象,通过2次非自耗真空电弧熔炼制备出中间合金,对熔炼中间合金时所采用的坩埚的冷却系统进行了改造,对比了改造前后中间合金的熔炼过程,并采用OM、EDS研究了中间合金的组织及化学成分,冉以添加中间合金扣方式压制电极,利用真空自耗电极熔炼方式制备出吨级锆合金铸锭,并对成品铸锭的成分进行跟踪。结果表明：在坩埚中加入导流槽后,中间合金的熔炼效率得到了提高,熔炼时难脱模现象大大缓解;采用加导流槽后的坩埚经过2次熔炼可以制备出成分均匀的中间合金,合金组织由柱状品和树枝晶组成,与未加导流槽时所熔炼的合金相比,组织及成分更加均匀;采用冷却系统改造后的坩埚熔炼的中间合金可以制备出成分均匀的工业规模级锆合会铸绽。     

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。     

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。     

大规格纯钛铸锭脱氧现象及对策

利用真空自耗电弧炉进行了大规格纯钛铸锭的工业生产,研究并分析Ф1040 mm大规格高氧含量纯钛铸锭的底部脱氧现象和氧元素均匀性的问题。纯钛铸锭底部脱氧的原因是海绵钛中的Mg与添加剂TiO₂在一次铸锭熔炼时反应引起的。采用真空自耗电弧炉对梯度加氧自耗电极进行两次熔炼,结果表明:通过梯度加氧的方式可以有效解决纯钛铸锭脱氧的问题,并显著改善纯钛铸锭氧元素成分均匀性,使生产出的Ф1040 mm高氧含量纯钛铸锭头部、尾部氧含量的偏差控制在0.011%范围内。     

专利信息

钛铌钽锆合金的制备方法申请号:CN201910900330.9申请日:20190923公开(公告)日:20200110公开(公告)号:CN110669954A申请(专利权)人:西安赛特金属材料开发有限公司;西安赛特思迈钛业有限公司摘要:本发明公开了一种钛铌钽锆合金的制备方法。以Ti粉、Nb粉和Ta粉为原料,采用粉末冶金方法依次进行混粉、等静压和烧结,制备得到Ti-Nb-Ta中间合金,其中,混粉时依次进行3~6次手动混粉和2~4 h机械混粉。真空烧结时,烧结温度为1100~1300℃,保温2~4 h。然后,将Ti-Nb-Ta中间合金与由0级海绵钛颗粒和工业级HZr-1海绵锆颗粒组成的混合料进行压制,得到电极块并组焊为自耗电极。将自耗电极进行至少4次真空自耗熔炼,每次真空自耗熔炼时真空度低于10-1 Pa,最终得到Ti-Nb-Ta-Zr合金铸锭。本发明解决了Ti-Nb-Ta-Zr合金熔炼过程中Ta、Nb元素难熔的问题。     

国外合金工具钢的冶金生产工艺

1.冶炼工艺近年来国外一般采用三种冶炼工艺生产合金工具钢,即: (1) 电弧炉熔炼;(2)电弧护熔炼 护外二次精炼, (3)电弧炉熔炼、制造电极十电渣重熔或真空自耗电极重熔。随着炉外精炼设备和技术的普及,炉外精炼逐渐     

VAR法制备钒合金的工艺探索

初步探索了利用真空自耗电弧重熔(VAR)方法制备钒合金的工艺流程.测试了铸锭的化学成分和维氏硬度,并利用OM,XRD和SEM分析了铸态组织.结果表明:自耗电极氧化和吸气严重.铸锭内部存在孔洞.铸锭C,N,O杂质含量较高,分别达到390μg·g-1,0.23%和0.61%.合金元素Cr在中部偏析,Ti分布相对均匀,但二者都有一定的烧损.铸锭实测成分为V-3.8Cr-3.6Ti,维氏硬度达282.2.铸锭晶粒呈等轴形态,晶粒尺寸不均匀,从30～500μm不等.铸锭为典型的多相组织,钒基固溶体中分布有大量的第二相.     

钛合金棒材热稳定性的分析

众所周知,材料的性能由组织决定,组织由成分决定,成分是否均匀关键在于熔炼.目前,钛合金铸锭的主要生产方法是采用真空自耗电弧二次熔炼,尽管如此,铸锭中还不可避免地存在一些偏析,如间隙元素偏析、合金元素偏析等.铸锭一旦发生偏析,则偏析区的组织与正常区的组织显然不同,当偏析区中的α稳定元素A1或间隙元素     

宝鸡建成新自耗电极块制备系统

宝鸡有色金属加工厂从国外引进和部分自行设计和安装了一套新真空自耗电弧炉用自耗电极块制备系统。该系统是为原有真空自耗电弧炉和新上的6t钛真空自耗电弧炉熔炼设备配套的。今后可提供大规格、高质量电极块,进而用以制备少焊点的、大型优质自耗电极。这套新系统共由7条生产线组合在一起,形成封闭生产体系。其中包括选料-布料-中间合金配料-混料-7000t油压机。其中布料又分一次布料和二次布料。     

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。     

宝鸡大型真空—氩弧焊箱投产

为制备真空自耗电弧炉熔炼用大规格、优质自耗电极,宝鸡有色金属加工厂从国外引进二手设备真空-氩弧焊接箱后,经过改造,重新设计了真空系统和模具,现已完成了配套、完善工作,并成功地投入了生产.最近成批焊制了大直径钛及钛合金自耗电极,熔炼出重达6.2t、直径各为720mm和820mm的钛及钛合金锭.该焊箱既适合为原有真空自耗电弧炉焊制熔炼用自耗电极,又适合为新投产的我国最大的6t级熔钛真空自耗电弧炉焊制自耗电极用.该设备也适于为大规格锆锭生产焊制自耗电极用.可以说,我国的钛锭生产工艺可以较圆满地达到国内外对航空和宇航用高质量标准要求了,其钛锭和相应的加工材除了满足国内优质材应用外,还出口到国外.该真空-氩弧焊箱由4大部分组成:长卧式焊箱、短卧式焊箱,1套共用电源和1套公用真空系统.设备的构成和性能简述如下:     

加料方式对锆合金铸锭成分均匀性的影响

分别以合金包方式与人工混料方式加入合金元素,经三次真空自耗熔炼制出了两个Zirlo锆合金铸锭.通过对熔炼的一次、二次和三次铸锭的化学成分进行对比,分析了加料方式对铸锭成分均匀性的影响.结果表明,与合金包加料方式相比,采用人工混料的加料方式能明显提高锆合金铸锭成分的均匀性.