钛合金真空自耗电弧熔炼技术发展

目前,生产钛及钛合金铸锭的基本方法仍为真空自耗电弧熔炼方法.讨论了真空白耗电弧熔炼钛合金的常见铸锭缺陷和预防措施.回顾了近代真空自耗电弧熔炼(VAR)技术的发展.较详细地介绍了为获得更高质量的铸锭,当前对VAR熔炼过程控制技术所作的努力及取得的进展.指出了未来真空自耗电弧熔炼控制技术的发展方向.     

真空自耗电弧炉真空系统的检漏

主要论述了用于生产钛及钛合金铸锭的真空自耗电弧炉真空系统的组成与特点,针对钛、钛合金的冶金特点及生产实际,阐述真空系统漏率对于生产钛、钛合金的意义;应用最新技术的莱宝300型检漏仪,对真空系统进行了测漏,总结了检漏方法,此法对真空白耗电弧炉真空系统或类似的真空设备测点的设计、检漏具有指导意义.     

真空自耗电弧炉熔速控制模型的实验研究

首先对真空自耗电弧炉称重模块采集的数据进行了处理,然后通过设计的试验建立了电极熔化速度与电弧电流之间的关系模型,最后提出了熔速控制的真空自耗电弧炉的系统设计方案.该系统设计已在现场投入使用.     

真空电弧炉和真空感应炉的研究

简述了我所50年来在真空冶金设备研制方面获得的一些研究成果,重点对大容量真空电弧熔炼的短网压降设计的重要性进行了剖析.对电弧凝壳炉熔炼的水冷坩埚及其水冷结构、离心浇铸机构的设计进行了总结.对1～3t真空感应炉研发过程中的一些共性问题进行了探讨.为技术创新提供参考.     

析出相对Ti60钛合金蠕变和持久性能的影响

研究了固溶态的Si、硅化物以及α2相对Ti60高温钛合金蠕变和持久性能的影响.结果表明,α片层之间析出的硅化物能提高Ti60钛合金的600℃蠕变抗力,且当α片层内部有α2相析出时蠕变抗力提高更明显,但是硅化物的大量析出和大颗粒硅化物的存在却降低了Ti60钛合金的600℃持久性能;α2相的析出同时提高材料的蠕变抗力和持久性能;减少硅化物的析出以提高固溶态的Si对低应力下蠕变抗力的作用不显著,但是能改善高应力下的持久性能.在蠕变和持久实验条件下固溶态的硅和硅化物的不同作用,可通过不同外加应力水平下材料变形机制的差异加以解释.     

真空自耗电弧炉用60KA／24脉波高功率因数整流电源

目前真空自耗电弧炉用直流电源大多输出6脉波,产生低次谐波污染电网,该电源通过提高输出脉波数,从源头减少低次谐波对电网的污染。同时设计有载调压装置结合控制板进行晶闸管导通角度控制,避免晶闸管处于深控状态是功率因数过低。     

真空自耗电弧炉熔炼时的电热计算与技术分析

通过对真空自耗电弧炉熔炼时的热量计算和分析，得出了炉内平均温度。同时研究和计算了与真空自耗电弧炉主要部件有关的接触电阻问题，提出了如何降低接触电阻的方法，并得出了有效解决打弧现象的方法。对真空自耗炉的结构设计，特别是电极杆等结构的设计有重要的理论和实践指导意义。     

钛及钛合金真空等离子焊箱枪体的改造

为了满足大尺寸钛及钛合金电极的焊接要求,宝钛集团有限公司依据等离子弧的压缩效应原理及电弧的稳定性原理,对从德国引进的钛及钛合金真空等离子焊箱枪体的阴极和喷嘴进行了技术改造.改造后,不仅提高了电弧的稳定性,而且也扩大了电极的焊接尺寸.焊缝宽度可达50 mm～60 mm,深度达20 mm～30 mm,可焊电极的最大长度为6 m,直径为0.6 m,满足了钛及钛合金大规模化的生产要求.     

浅析真空自耗电弧炉锭子断面形状与电气控制的关系

文章结合某单位现场实际生产过程中出现的不同形状的锭子断面,研究了真空电弧炉锭子断面形状与冷却水温、坩埚比、稳弧电流、电弧长度之间的关系.分析了不同形状的锭子断面形成的原因,提出了合理的电气参数,并通过工程实验对分析结果进行了实际验证.从而在某种程度上避免了不合理的锭子断面对整个产品质量及生产安全性造成的潜在威胁.     

真空冷坩埚结构的磁场和能量利用率的数值模拟与仿真

冷坩埚真空悬浮熔炼技术是目前最为先进的金属冶炼技术, 被广泛应用于钛合金、镁铝合金和高温合金的熔炼, 感应线圈作为冷坩埚真空悬浮技术的关键零件, 其合理性对冷坩埚的能量利用率起到关键作用。为了有效分析冷坩埚能量利用率的问题, 应用Maxwell 3D软件对冷坩埚真空悬浮熔炼的感应线圈做三维电磁场强度对比和金属涡流损耗的仿真模拟, 分析不同高度感应线圈对磁场大小的影响, 以及对能量利用率的影响。结果表明, 线圈磁场强度与能量利用率随着线圈高度的增大而减小, 所以在同等条件下应采用高度小的感应线圈。     

我国钛及钛合金牌号的发展和标准化

回顾了我国钛及钛合金牌号发展和标准化历程,阐述了本世纪钛牌号和成分国标的重要变化,包括牌号的发展、化学成分与国际接轨,并与国际牌号进行了对比,提出了进一步完善我国钛及钛合金牌号的发展思路和建议.     

真空感应熔炼用石墨坩埚对Ni47Ti44Nb9形状记忆合金质量的影响

研究了三种不同种类的石墨坩埚进行真空感应熔炼Ni47Ti44Nb9形状记忆合金.一种是低密度的挤压石墨材料,另外两种是不同孔隙度和纯净度的等静压石墨材料,并且用纯Ni,Ti和Nb原材料进行Ni47Ti44Nb9形状记忆合金熔炼.采用低等级、低密度石墨坩埚进行熔炼,合金铸锭的碳含量会升高;选用高密度、高纯净度的石墨坩埚可...     

真空自耗熔炼制备Ti-22V-10Cr-2Zn-xY合金的组织和力学性能分析

采用真空自耗熔炼制备Ti-22V-10Cr-2Zn-xY合金,并对其进行挤压和热处理。通过实验测试的手段研究不同Y元素添加量下钛合金的组织,力学性能,热稳定及蠕变性能。研究结果表明:加入Y后合金再结晶过程中在条型Y元素边缘形成了数量众多的细小晶粒,晶粒组织均匀性也获得较大改善。相对于室温,合金在600℃高温条件下发生了拉伸强度减小,获得更优塑性。增大Y元素加入量后,热稳定性能试样发生拉伸强度先提高后降低,屈服强度不断减小,获得了更优塑性。对试样进行热暴露处理,晶界区域出现了较多的α相,引起脆性沿晶断裂,塑性也明显降低。Y比例在0.1%与0.2%条件下的合金热稳定保持基本一致。经过600℃高温作用后,合金组织内形成了空洞结构,引起蠕变性与持久性的下降。含有0.1%Y元素的试样具备最优的蠕变性能,并且持久性也达到最佳状态。     

热交换坩埚下降法制备大尺寸氟化铈晶体的热场设计与优化

随着CeF₃晶体在激光和磁光领域应用的持续发展,大尺寸、高光学质量的CeF₃单晶的需求日益急迫,而CeF₃熔体的高黏度和低热导率的特性给晶体生长工艺带来了较大挑战。为研究CeF₃熔体低导热性引发的生长问题,探究其生长过程中炉体结构和工艺参数对温度分布和结晶界面的影响机制,本工作对热交换坩埚下降法(Heat Exchanger-Bridgman method,HEB)生长大尺寸(?80mm)CeF₃晶体中炉体结构与晶体/熔体温度分布关系、不同生长阶段界面的变化规律以及热场结构对生长界面的作用机制开展了数值模拟研究。研究结果表明：当发热体长度与坩埚长度相适应时,更有利于构建合理的温度梯度场,而放肩和等径生长阶段的凹界面问题则可以通过改变隔板形状和加反射屏调节坩埚壁温度分布得到有效解决。本研究成果不仅可以加深对CeF₃晶体结晶习性的理解,炉体结构和生长界面的优化思路对坩埚下降法制备其他晶体同样有实际指导意义。     

钛合金电子束冷床熔炼时TiN的去除和Al的挥发损失控制

在生产洁净、无偏析的优质钛铸锭方面,EBCHM技术近20年来发展迅速.利用其单独设置的冷床和夹杂粒子与钛液的密度差,EBCHM炉的除杂能力,特别是消除LDI和HDI的能力得到了公认.研究证明,TiN粒子的溶解速率不仅与其密度和直径有关,而且也与熔池温度、滞留时间及熔体的流动性有关;要保证TiN粒子溶解,应尽可能提高熔池温度,增加熔体在冷床中的滞留时间.另一方面,随着熔池温度的升高和熔体滞留时间的延长,钛合金中Al等高蒸气压元素的挥发损失的增加,也成为必须研究和解决的问题.对此,不仅有工艺上的研究,也有数值模拟,并在这两方面得出了较为一致的结果.     

由一例真空自耗电弧炉保护跳闸事件谈辅助电极锁紧结构的演进与发展

从实际工作现场一例真空自耗电弧炉辅助电极锁紧结构气压过低造成保护跳闸事件, 思考气压保护的设计缘由, 从而系统地对电弧炉辅助电极锁紧结构的发展过程进行了详尽的说明, 并对在现有锁紧结构下的使用提出建议, 有助于对该电弧炉核心结构加深认识, 也有助于设计、使用人员更深刻的理解该部位结构演进的过程, 为今后的使用、设计或改造工作提供借鉴。     

卡诺制冷机的火用损率和火用效率优化

应用有限时间热力学理论研究内可逆卡诺制冷机的火用损率和火用效率，导出它们与制冷率间的优化关系，并作了分析和讨论。获得一些有意义的新结论，可供制冷机的优化设计和最佳工况选择时参考。     

基于改进PSO的某前副车架自动检具参数优化

汽车前副车架生产过程中需要在线检测其几何参数,但在检测过程中,多种因素导致测量值与真实值有偏差,为了提高效率,采用自动检测系统。利用气缸将检测机构送进到结构件上的孔、轴或其他位置。当相对尺寸变化时,会带动检测机构运动,通过与检测结构连接的传感器读出相应数据,再经过信息处理方法计算出结构件的相关几何参数。测量中发现,压紧、推动、翻转等气缸的气压大小会直接影响检测的测量精度,为了提高测量精度,在不同气压下,对某型号前副车架进行了检测,得到了主要尺寸的测量值,计算了测量值与真实值的偏差;采用多项式回归分析法,得出了气压和前副车架主要尺寸的偏差的关系式;利用改进粒子群优化算法,以前副车架主要尺寸的总体偏差和为适应度函数,迭代寻优得到最佳气压值为0.4578 MPa。     

机电一体化集成装配装置的电气系统的优化和改进设计

机电一体化集成装配装置是为了解决产品的自动装配问题而研制的,它可以实现每个工件的可靠抓取,及产品加载等装配动作的全过程自动化操作。由于其安全性和任务可靠性方面还存在一些薄弱环节与不足之处,需要对电气系统进行优化和改进设计研究。     

TA5钛合金的应变补偿物理本构模型和加工图

使用Gleeble-3800热模拟试验机对TA5钛合金进行等温恒应变速率压缩,研究其在变形温度为850~1050℃、应变速率为0.001~10 s^-1和最大变形量为60%条件下的高温热变形行为;建立了引入物理参量的应变补偿本构模型,并根据DMM模型得到了加工图。结果表明：TA5钛合金为正应变速率敏感性和负变形温度相关性材料;考虑物理参量的应变补偿本构模型具有较高的预测精度,其相关系数R为0.99,平均相对误差AARE为8.95%。分析加工图和观察微观组织,发现失稳区域(850~990℃,0.05~10 s^-1)的主要变形机制为局部流动;稳定区域(870~990℃,0.005~0.05 s^-1)的主要变形机制为动态回复和动态再结晶。TA5钛合金的最佳热加工工艺参数范围为870~990℃和0.005~0.05 s^-1。