钛及钛合金真空自耗熔炼过程中关键参数控制分析

真空自耗熔炼是钛及钛合金铸锭生产的重要方法.真空自耗熔炼炉炉内真空度及漏气率、熔炼电压、熔炼电流、坩埚出水口温度及流速等是保障熔炼过程平稳进行和提升铸锭质量的关键参数.作者依据多年从事钛及钛合金熔炼的经验分析了熔炼工艺对熔炼电压和熔炼电流的控制要求,并在此基础上阐述以实现“平静熔炼”为目标的熔炼控制技术,供从事钛及钛合...     

钛及钛合金真空自耗熔炼爆炸预警系统研制

钛及钛合金主要采用真空自耗电弧炉熔炼,但熔炼过程中存在严重的爆炸风险。通过对钛及钛合金真空自耗熔炼爆炸机理及征兆要素的分析,提出一种钛及钛合金真空自耗熔炼爆炸预警系统。系统采集真空度、熔炼电压、熔炼电流、冷却水温度和冷却水流量等征兆参数,构建了基于模糊神经网络的爆炸预警模型,依据爆炸征兆要素实现钛及钛合金真空自耗熔炼爆炸风险预警。实际运行结果表明,该预警系统能够实现真空自耗电弧炉爆炸预警,提高钛及钛合金冶炼的安全性。     

真空自耗熔炼钛合金的偏析缺陷及控制研究进展

钛合金的冶金质量决定了材料的力学性能和服役的稳定性。然而在目前普遍采用真空自耗电弧炉熔炼的钛合金中仍存在微观及宏观偏析缺陷,严重危害产品的使用安全。在总结前人研究与实践的基础上,综述了真空自耗熔炼钛合金中偏析缺陷的类型、危害和控制手段。重点利用熔池流动理论分析了偏析形成的原因,讨论了数值模拟对偏析的控制作用,总结了原料品质、熔炼工艺和熔炼设备层面的控制方法,以期为优化钛合金生产工艺、提高真空自耗熔炼产品品质提供参考。     

真空自耗电弧炉熔炼技术和铸锭质量问题

综述了当今真空自耗电弧炉装备和先进的钛熔炼工艺技术特点,讨论了钛铸锭存在的质量问题以及产生的原因和解决办法。     

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。     

钛及钛合金的熔炼和精炼

过去10多年里,飞机发动机转动件的生产者和使用者所面临的主要冶金问题是需要降低被称之为“硬α”缺陷的产生几率。人们对此进行了大量研究得出：①α稳定质点可由氮单独引起,也可由氮氧混合引起,氮含量为0～10％（质量分数）,氧的最大量接近5％;②缺陷中有无裂纹和孔洞与随后的机械加工有关;③缺陷中可含有超过基体中含量的合金元素;④在真空电弧熔炼（VAR）的铸锭中,缺陷可出现在任一位置,并已在由海绵钛。残料或其棍合原料熔铸的铸锭中发现．常见的硬。缺陷是高氮含量和一些裂纹及孔洞共存的。稳定质点．高氟含量的粒子一是…     

钛合金真空自耗电弧熔炼过程的多尺度模拟

采用以ANSYS软件建立的有限元模型对Ti6Al4V合金(O)600 mm铸锭真空自耗电弧熔炼过程中的温度场变化以及熔炼电流对熔池形貌的影响进行了研究,并耦合微观模拟的CAFD模型对铸锭几个特征区域凝固前沿的枝晶生长和V元素溶质偏析进行了模拟.结果表明,熔炼电流的增大使熔池深度和糊状区宽度变大,使熔炼达到稳态的时间提前;熔炼达到稳态时,铸锭中心处形成较短而不是十分连续柱状晶组织,二分之一半径处和边部则形成连续的柱状晶组织.     

真空自耗熔炼工艺对钛锭表面质量的影响

研究了真空自耗熔炼工艺参数对钛锭表面质量的影响规律,通过实际生产与理论分析的方法研究了熔炼过程中表面不同缺陷产生的原因及防止措施,制定了合理的熔炼工艺,改善了钛锭表面质量,提高了产品成材率。     

VAR法熔炼钛合金补缩过程温度变化规律研究

真空白耗电弧熔炼（VAR）法是目前熔炼钛及钛合金的主要方法,其中补缩阶段工艺参数对冒口大小及铸锭成品率具有重要影响。采用ANSYS有限元分析软件,研究分析了VAR法熔炼钛合金补缩过程中的温度分布。结果表明：与补缩前相比,补缩阶段辐射散热对于坩埚内热量分布影响增大;补缩前糊状区径向温度梯度远大于轴向;采用直线降电流方式进行补缩,凝固速率较快,不利于成分均匀;采用阶梯降电流方式进行补缩,熔池温度变化缓慢,有利于杂质溶解上浮和成分均匀;工艺参数对冒口形成的影响表现为熔速增大,冒口较大,熔炼电流增大,形成的冒口也较大。     

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。     

钛真空自耗电弧炉熔炼技术发展概况及未来展望

1前言众所周知，钦及钛合金具有[质量]密度低、强度高、耐高温、耐腐蚀等一系列优异性能，正在愈来愈广泛地应用于航空航天、化工、冶金、石油化工等领域．钛熔炼作为材料生产中的头一道工序，其重要性是可想而知的．熔炼过程中产生的冶金缺陷，如们祈、夹杂等，影响材料的最终性能，甚至造成废品．目前，世界各国钛锭的主要生产方法都是采用真空自耗电弧炉熔炼（VAR）法，该方法的主要特点是烙炼速度快、能生产大型铸锭、可基本满足一般工业的要求n’．迄今为止，VAR技术已经有40余年的运作业绩．本文对钛真空自耗电弧炉熔炼技术的发展…     

VAR熔炼补缩工艺对TC11钛合金铸锭质量的影响

将真空自耗电弧熔炼（VAR）补缩过程分为起始期、降温期和烘烤期,并结合各阶段特点研究了补缩工艺对TC11钛合金铸锭冒口深度、头部化学成分及平均晶粒尺寸的影响。结果表明：熔炼电流增大,铸锭冒口深度、头部成分偏差及平均晶粒尺寸均增大;随着降温持续时间的延长,冒口深度减小,且二者存在一定的线性关系;随着烘烤持续时间的延长,冒口深度减小,但会导致头部成分偏差及平均晶粒尺寸增大。VAR熔炼补缩前采用较小熔炼电流,延长降温期时间,控制烘烤持续时间,可获得冒口深度小、成分均匀、晶粒尺寸较佳的TC11钛合金铸锭。     

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…     

钛及高温钛合金的冷炉床熔炼

国外对钛及高温钛合金采用冷炉床熔炼进行了大量的研究,这一技术被视为是进一步提高金属纯度、预防飞机发动机中钛合金压缩机圆盘由于材料的夹杂所引发的灾难性事故的重要手段.美国普惠公     

真空自耗熔炼过程宏观偏析的数值模拟

基于国内某特钢厂真空自耗生产过程,利用ProCAST软件建立三维熔炼模型,研究了不同电流强度和熔速对铸锭熔池形状和宏观偏析的影响规律.铸锭侧面表层基本不发生宏观偏析,铸锭1/4处偏析度约为1.03的正偏析,铸锭中心处由于枝晶沉降形成偏析度为0.96的负偏析.电流强度从4kA增加至8kA,熔滴滴落温度增加,熔池深度加深,...