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。     

钛铸锭现代熔炼技术

钛及其合金铸锭熔炼技术,从钛工业生产初期的非自耗真空电弧炉熔炼（NC）法发展到现在,已经形成了用真空自耗电弧炉熔炼（VAR）法生产钛及其合金铸锭的标准熔炼工艺．近年来航空、航天工业及其它领域对钛材质量要求的提高,推动了电子束、等离子冷炉床熔炼等新技术的发展,并形成了工业规模,为大大改善和提高钛及其合金铸锭的冶金质量提供了良好的条件．1钛及其合金铸锭的熔炼方法钛是活性金属,在高温下极易与氧、氮等气体反应,也几乎与所有的对蜗材料起反应．被污染的钛将失去原有的良好工艺性能．因此熔炼不能在大气中进行,必须在…     

钛合金电弧炉床熔炼技术

俄罗斯上萨尔达冶金生产联合公司B.B.捷玖欣、Π .C.阿利特曼、 B.B.萨维利耶夫与全俄轻合金研究院 M.И.穆萨托夫等著名钛熔炼专家评价了采用电弧炉床熔炼(凝壳 -自耗电极熔炼 ) +真空自耗电弧重熔方法和传统真空自耗电弧重熔方法制取无缺陷铸锭的可行性。制取铸锭采用两种方法 :凝壳 -自耗电极熔炼 +真空自耗电弧重熔方法 ;二次真空自耗电弧重熔和三次真空自耗电弧重熔方法。然后由铸锭制得直径 30 mm棒材 ,根据棒材质量评价熔炼方法的效率。研究是在直径790 mm的 Ti- 6 Al- 4V合金铸锭上进行的。在每个铸锭的原始炉料中 ,添加氮含量…     

真空自耗炉的锰、铜、氮易挥发元素含量控制

真空自耗炉是生产高品质特殊钢的重要终端设备,常有VIM-VAR、VIM-ESR-VAR 2种工艺。真空自耗熔炼过程中,常常伴随着锰、铜元素的挥发以及氮的去除。目前,现场仅凭经验确定金属母材的组分,然而真空自耗前后的锰、铜元素烧损并不遵循减法规律,尚不能精准控制真空自耗后的铸锭中锰、铜元素含量。针对现场对合金元素精准控制的迫切需求,基于冶金动力学解释了真空自耗炉中锰、铜、氮元素的挥发机理,指出铸锭中锰、铜、氮元素的含量与金属母材中锰、铜、氮元素的含量呈倍数关系。在苏州双金实业有限公司结晶器内径为450 mm的真空自耗炉中熔炼630不锈钢时,在8 000 A电流和26 V电压条件下,得到锰元素的挥发系数为61%~65%,铜元素的挥发系数为88%~92%。研究结果为真空自耗熔炼中挥发性元素的精准控制提供了参考。     

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     

钛合金电极制备新工艺

目前，生产钛及钛合金锭的基本方法仍为真空自耗电弧炉重熔法（简称VAR法）．这种方法的熔化速度快，能生产大型铸锭，并消除了电板材料及批朗对金属的污染，但缺点是必须制备自耗电极．由于真空自耗电弧炉的熔化特点是电极边熔化边在结晶器中凝固，因而，在电极制备时，要求合     

真空自耗电弧炉熔炼钛铸锭的质量控制

目前,我国生产钛及钛合金铸锭的基本方法仍为真空自耗电弧炉熔炼法,该方法可满足一般工业的要求,是一种成熟的工业熔炼方法(如下图)。评价钛及钛合金铸锭冶金质量的好坏,主要有以下几点:①化学成分均匀,各合金元素含量不仅达到标准要求,而且要稳定地控制在一个最佳的含量水平。     

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.     

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。     

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。     

熔炼工艺对Ti-1023合金中Fe的均匀性影响

根据凝固理论论述了 Ti-1023合金中的宏观及微观 Fe 元素偏析存在的原因,对铸锭生产中熔化电流、熔化速度提出切实可行的工艺方案,有效地改善 Ti-1023合金的熔炼偏析。     

核级Zr-1Nb铸锭中Nb元素均匀性控制

针对Zr-1Nb铸锭中Nb元素含量范围窄（0．9％～1．1％）,对成分均匀性要求高,且易形成Nb高密度夹杂（HDI）等技术难题,研究了铌元素的添加方式以及真空自耗电弧熔炼工艺参数对Nb成分均匀性的影响。结果表明,以ZrNb中间合金为配料,采用合理的熔炼工艺,可获得无偏析、无HDI冶金缺陷、成分均匀性优良的合金铸锭。     

大规格TB8钛合金化学成分均匀性研究

TB8钛合金是一种含钼量高的高强β钛合金,其合金含量高,因其在生产过程中产生高密度夹杂、成分偏析、电极块难以成型的风险较大,铸锭的单重和规格相对较小。鉴于此,通过选用合适的中间合金、提高电极块的压制压力、增加电极焊接强度及优化真空自耗熔炼工艺参数,经过三次VAR熔炼,生产出了Ф650 mm的TB8钛合金铸锭。利用化学分析方法对铸锭横向和纵向所取的试样进行合金元素分析,检验结果表明,应用此方法生产的TB8钛合金铸锭化学成分均匀性良好。     

搅拌磁场对Ti1023铸锭宏观组织和成分的影响

研究了真空自耗电弧熔炼Ti1023钛合金过程中,搅拌磁场对铸锭宏观组织和铁元素含量的影响。结果表明,熔融金属在没有搅拌磁场的状态下凝固,铸锭的晶粒粗大且中间等轴晶和柱状晶的界线比较明显。施加搅拌磁场后,晶粒变细。磁场对不同熔化阶段的铸锭组织的影响程度不同,在熔炼阶段对组织影响最强,补缩阶段次之,起弧阶段最弱。未施加磁场时,熔池较窄,施加磁场后,熔池变宽,并且铁元素的偏析有一定程度的减轻。     

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.     

Ti—Cu合金熔炼控制技术

借鉴多年生产钛合金铸锭及中间合金的经验，依据真空感应熔炼特点，结合工业生产实际，对比了真空感应熔炼与真空自耗电弧熔两种工艺，分析确定出生产Ti-Cu合金的工艺参数和特殊的操作控制方法，提供了满足焊料及合金添加用的化学成分均匀的优质产品。     

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。     

VAR熔炼TC2钛合金

由于Al、Mn元素在钛合金中的饱和蒸汽压远大于基体元素,因此,TC2钛合金在熔炼中主组元的挥发损失较大,尤其是Mn元素,不利于铸锭化学成分均匀性控制。本文基于活度系数计算模型和控制传质系数计算模型,从热力学角度分析了钛合金熔体中Al、Mn元素的挥发趋势,分析了TC2钛合金中各元素的分布特点,结合生产实际,通过合理控制原材料,选择合适的合金添加剂及熔炼参数等,采用真空自耗电弧炉惰性气体保护熔炼出直径为720mm的TC2钛合金铸锭,结果表明:所熔炼的铸锭径向、轴向化学成分均匀,生产的铸锭经后续加工,所得到的产品均满足标准要求,未出现宏观偏析。     

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.     

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。