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。     

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。     

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.     

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。     

电子束冷床炉熔炼制备高纯金属钒铸锭

电子束冷床炉熔炼是一种新兴的金属精炼方法。利用电子束冷床炉的高温真空精炼特性,以钒成分为82%钒铝合金为原料,制备了纯度在99.7%以上的金属钒铸锭。详细论述了电子束冷床炉在熔炼钒铝合金时各杂质元素的去除机理行为,认为熔炼时较大的电子束照射功率对一次铸锭中铝的挥发去除有较好效果,但这种熔炼工艺却会影响到铸锭的最终氧含量。分析认为,两次小功率熔炼是符合设备特点的制备高纯金属钒铸锭的最佳熔炼工艺。     

熔炼工艺对锆合金铸锭的影响

采用A、B、C三种熔炼工艺制备出3个同规格Zr-4合金铸锭,对其表面质量和化学成分进行了比对分析,重点研究了熔炼工艺对铸锭质量的影响。结果表明,采用常规Zr-4铸锭生产工艺,选择B熔炼工艺可以制备出表面质量良好,化学成分均匀,杂质元素低的高质量铸锭。     

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。     

TC11铸锭头部Si分布规律的研究

ＴＣ１１是一种含Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｚｒ等强化元素的耐热钛合金,其铸锭在熔炼后期由于冷却能力减弱,凝固速度减缓,造成合金元素的成分偏析。为此本文研究了上述四种元素在铸锭头部的化学成分分布,并着重分析了Ｓｉ的分布规律,文章最后对熔炼工艺作了一些适当改进,以减少合金元素的成分偏析。     

TC1铸锭中Mn元素的控制

针对TC1铸锭在真空自耗熔炼过程中Mn元素不易控制的难点进行分析。由于Mn的蒸汽压高,Mn元素挥发损失严重,造成铸锭中Mn的成分不均匀。本文通过向炉内充氩来控制Mn元素的挥发,当充氩压强为9000～12000Pa时,能有效抑制Mn元素的挥发损失并使铸锭成分均匀。     

TA10钛合金熔炼工艺的改进及性能分析

TA10钛合金铸锭传统的制备方法是合金元素镍以纯镍片形式添加,经三次VAR熔炼获得铸锭。再经锻造、轧制制成板材后,发现表面有微裂纹存在。经无损探伤检测和能谱微区成分分析,确定为镍富集的冶金缺陷。为此对熔炼工艺进行了改进,Mo、Ni合金元素以Ti-Mo-Ni中间合金碎屑添加,经二次VAR熔炼制备铸锭。再经锻造、轧制制成板材后,宏观和无损探伤检验未发现有微裂纹;化学成分分析和性能检测表明,铸锭侧面Mo、Ni合金元素波动范围≤0.017%,头、尾横截面波动范围≤0.07%,分布均匀,力学性能满足要求。     

基于Mile算法的大型TC4钛合金扁锭连铸模拟分析

电子束冷床炉熔炼是生产钛及钛合金铸锭的主要方法,利用该方法能够生产出高低密度夹杂少、组织成分均匀的高品质钛合金铸锭,而工艺参数是决定铸锭质量的主要因素。本研究利用铸造模拟专用软件PROCAST对电子束冷床炉熔炼大型TC4钛合金扁锭的连铸凝固过程进行数值模拟,研究了不同工艺条件下铸锭的温度场分布特征、初生枝晶半径、二次枝晶臂间距等,最终确定出本模拟工艺条件下,电子束冷床炉熔炼TC4钛合金扁锭的最佳工艺参数为熔炼速度250 kg/h,铸造速度20 mm/min,浇注温度1 700℃。     

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     

熔炼工艺对超导线材阻隔层用钽带使用性能的影响

研究了熔炼速度和W元素偏析对超导线材阻隔层用钽带使用性能的影响。结果表明,通过降低一次熔炼的熔炼速度,提高二次熔炼的熔炼速度,既可达到钽铸锭的提纯效果,又可改善铸锭的晶粒组织,使得成品钽带组织细小均匀。严格控制原料中W元素含量(0.002%以下),并在焊接电极时减少焊接点或采用其他不使用钨焊针的焊接设备,避免带入W杂质,减少铸锭中W成分偏析,可防止钽带在使用过程中发生断裂。     

基于MeltFlow-VAR的TC2钛合金铸锭熔炼工艺研究

TC2钛合金真空自耗熔炼(VAR)过程中,由于Mn元素的偏析,导致铸锭中化学元素分布不均匀,以致于加工材在进行“空烧”低倍检验时,存在明显的亮斑、亮条等组织缺陷,影响产品后期加工性能。本文依托MeItFlow-VAR仿真模拟软件对Φ720mm规格TC2钛合金成品铸锭真空自耗熔炼过程中的熔炼电流、稳弧电流交变时间等熔炼工艺参数进行模拟,通过对模拟结果的分析,制定出相对合理的熔炼工艺参数,并根据制定的熔炼工艺参数,进行Φ720mm规格TC2钛合金成品铸锭真空自耗熔炼试验。结果表明,适当减小熔炼电流以降低熔速、延长稳弧电流交变时间,可使TC2钛合金铸锭中Al、Mn元素分布均匀,有效改善Mn元素偏析现象。通过对后续加工材的追踪验证,本次试验所生产的TC2钛合金铸锭在锻造成加工材进行“空烧”后进行横纵向低倍检验,均未发现亮斑、亮条等组织缺陷。     

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。     

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.     

高温合金真空感应熔炼工艺研究

本文主要介绍高温合金真空感应熔炼的工艺过程,经过试验研究确定了真空感应熔炼参数,尤其是保温精炼期真空度、精炼温度、精炼时间对气体元素的控制,使铸锭具有良好的内部质量。     

影响TC18钛合金铸锭成分均匀性的因素

TC18钛合金铸锭是通过真空自耗冶炼方法获得的。由于该合金需要添加的元素较多,加上还有Fe和Cr易偏析元素,因此成分均匀性很难控制。主要从原材料的验收控制、布料及压制电极方法改进以及冶炼工艺的调整、设备精度的确保等方面来解决TC18钛合金的成分偏析问题。通过本次工艺改进,电极制备的均匀性得到了很好的控制,熔炼熔池深度也得到了控制,最终确保了铸锭的成分均匀性,取得了很好的效果。     

TiNi合金铸锭VAR熔炼化学成分均匀性控制技术研究

研究了采用VAR熔炼方式生产钛镍合金铸锭的工艺,包括配料技术、布料工艺、熔炼参数等,优化出近似等原子比钛镍合金铸锭的生产工艺,生产出满足工业化要求的成分均匀的Φ220 mm较大规格钛镍锭。