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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

Gr29铸锭熔炼钌元素均匀性控制研究

本文通过选择合适中间合金,并控制最佳熔炼工艺,以真空自耗电弧三次熔炼制备了名义成分为Ti-6Al-4VELI-0.10Ru(质量分数)的含钌钛合金Gr29铸锭。结果表明:该工艺能够准确得到预期的化学成分,其主元素Al、V在铸锭横截面的径向上分布均匀,微量的高熔点Ru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±0.01%,并且均匀分布于铸锭上中下位置,显示出优良的冶金质量。     

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…     

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.     

Zr-4铸锭中C元素均匀性控制的研究

针对Zr-4铸锭中添加C元素后化学成分均匀性难以控制的技术难点,研究了合金元素添加方式和熔炼工艺参数对铸锭成分均匀性的影响。结果表明:以中间合金的形式加入C元素,采用常规Zr-4铸锭生产的熔炼工艺,即可将C元素在铸锭中的分布控制在理想状态。     

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。     

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TC10铸锭中Cu含量的影响

在真空自耗熔炼TC10铸锭时,Cu的化学成分均匀性很难控制,易产生偏析缺陷,影响铸锭的冶金质量和材料性能。针对真空自耗熔炼过程中Cu元素易偏析,不易控制的技术难点,研究了经二次VAR熔炼的Ф480mm及Ф560mm锭型中Cu的横向及纵向成分分布,对Cu元素的偏析规律及熔炼工艺对其分布的影响进行了进一步的探索。结果表明,选用不同的原料、锭型及熔炼电流,对Cu含量在铸锭横向、纵向分布均匀性有影响。     

TiAl合金的制备及应用现状

TiAl合金密度小、高温性能优异,自20世纪50年代以来已发展到第三代。介绍了TiAl合金的性能特点、发展历程,真空感应熔炼、真空自耗电弧熔炼、等离子冷床炉熔炼等熔炼TiAl合金方法的优缺点,以及国内外TiAl合金的制备情况;提出TiAl合金熔炼过程中存在的问题主要是宏观与微观偏析,应从原料加入方式、原料纯度及熔炼工艺等方面进行改进;此外,对TiAl合金在航空航天、汽车工业等领域的应用现状进行了概括,指出TiAl合金近期的研究重点是大尺寸铸锭的均匀化控制。     

Ti-3Ta-xNb合金在沸腾硝酸中的电化学腐蚀研究

采用非真空自耗电弧熔炼获得成分均匀的Ti-3Ta-xNb(x=0、1、3、5)合金。通过扫描电子显微镜(SEM)观察发现,随着Nb元素含量的增加,合金的等轴α相比例减少,晶粒细化。通过电化学测试研究了Ti-3Ta-xNb合金在6 mol/L沸腾硝酸溶液中的开路电位、动电位极化曲线及电化学阻抗谱。结果表明：随着Nb元素含量的增加,Ti-3Ta-xNb合金的腐蚀电流密度降低,极化电阻增加,即合金的耐蚀性增强。     

铌钛铬铝合金的铸态微观组织分析研究

铌钛铬铝合金因为具有密度低、高温强度高、抗氧化能力强等优点,有望成为下一代的高温结构材料,将被广泛应用于航天、航空等领域。用非自耗真空电弧炉熔炼了几种典型成分的铌钛铬铝合金铸锭,运用金相、XRD、SEM和EDS等多种分析方法,研究了其微观组织结构。结果表明:电弧熔炼的Nb-40Ti-15Al合金铸锭中,呈现出典型的底部激冷晶、柱状晶和等轴晶的凝固组织;在Nb-40Ti-10Cr合金中,铬富集在晶界和亚晶界,使合金有发生沿晶脆断的可能性;对于Nb-40Ti-20Cr合金,随着合金中铬元素的增加,凝固过程显著发生改变。由于合金中溶质铬的增加,产生成分过冷,使得其微观组织从平直晶界向粗大的树枝晶演变;而在Nb-40Ti-10Al-10Cr合金中,铝和铬的同时添加使亚晶界和析出相大量增殖。     

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     

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。     

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。