电子束熔炼新型Ni-Co基高温合金过程中合金元素的挥发行为及熔池温度计算

本工作采用电子束熔炼方法制备了新型Ni-Co基高温合金，对熔炼后铸锭的显微组织、成分、合金元素挥发行为以及熔池表面温度分布进行了研究。结果表明，随着熔炼功率的增加，铸锭的显微组织越来越细，质量损失越来越大。熔炼后Cr和Al的质量分数下降，其余元素质量分数上升。在相同温度下，纯元素Al的饱和蒸气压最大，W的饱和蒸汽压最小。将熔体系统简化为Ni-Cr-Co三元合金模型来研究其挥发行为，合金元素的活度系数和活度可采用Miedema模型预测，Ti、Mo、W元素的理论挥发速率很小，挥发损失基本可以忽略不计。Al元素的挥发速率通过引入活度系数补偿因子计算。熔炼功率为10 kW、12 kW、14 kW时熔池的平均温度分别为1 863.6 K、1 890.6 K和1 904.3 K,对应的熔池最高温度分别为2 368.1 K、2 402.4 K、2 419.8 K。