| 真空自耗电弧熔炼过程中搅拌线圈参数对TC17铸锭成分和组织影响的数值模拟与实验验证 |
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| 引用本文： | 赵小花,王锦程,王凯旋,付杰,夏勇,楼美琪,刘向宏. 真空自耗电弧熔炼过程中搅拌线圈参数对TC17铸锭成分和组织影响的数值模拟与实验验证[J]. 稀有金属材料与工程, 2023, 52(8): 2676-2682 |
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| 作者姓名： | 赵小花 王锦程 王凯旋 付杰 夏勇 楼美琪 刘向宏 |
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| 作者单位： | 西北工业大学 凝固技术国家重点实验室，陕西 西安 710072;西部超导材料科技股份有限公司，陕西 西安 710018,西北工业大学 凝固技术国家重点实验室，陕西 西安 710072,西部超导材料科技股份有限公司，陕西 西安 710018,西部超导材料科技股份有限公司，陕西 西安 710018,西部超导材料科技股份有限公司，陕西 西安 710018,西部超导材料科技股份有限公司，陕西 西安 710018,西部超导材料科技股份有限公司，陕西 西安 710018 |
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| 基金项目： | 陕西省重点研发计划项目-工业领域(项目号2018ZDXM-GY-140) |
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| 摘 要： | 采用MeltFlow VAR软件建立了真空自耗电弧熔炼（VAR）过程中温度、电磁、流动和溶质场的耦合模型，通过数值模拟与实验验证的方法研究了搅拌电流和周期对TC17钛合金铸锭成分和组织的影响规律。结果表明，铸锭中心的Cr元素浓度从底部逐渐升高，在铸锭头部100 mm范围内出现激增，与铸锭边缘和1/2半径处表现出不同的趋势。施加搅拌磁场，有利于铸锭心部Cr元素的降低和1/2直径处等轴晶区域宽度的减小。增加搅拌线圈电流或延长搅拌磁场的周期，可以降低铸锭心部Cr元素含量并减小1/2直径处等轴晶区域宽度。这主要是因为搅拌磁场引起的角速度，加剧了熔池内湍流的速度。采用工程化规格的TC17铸锭实物解剖可知，铸锭下部柱状晶生长方向发生扰动的位置与Cr含量上升的位置相对应，均与该位置搅拌磁场的作用相关。数值模拟结果与实验数据吻合较好。
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| 关 键 词： | 搅拌线圈 TC17钛合金 数值模拟 真空自耗电弧熔炼 |
| 收稿时间： | 2023-02-11 |
| 修稿时间： | 2023-07-28 |
Numerical Simulation and Experimental Validation on the Effect of Stirring Coils' Parameters on TC17 Ingot During Vacuum Arc Remelting Process |
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| Zhao Xiaohu,Wang Jincheng,Wang Kaixuan,Fu Jie,Xia Yong,Lou Meiqi and Liu Xianghong. Numerical Simulation and Experimental Validation on the Effect of Stirring Coils' Parameters on TC17 Ingot During Vacuum Arc Remelting Process[J]. Rare Metal Materials and Engineering, 2023, 52(8): 2676-2682 |
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| Authors: | Zhao Xiaohu Wang Jincheng Wang Kaixuan Fu Jie Xia Yong Lou Meiqi Liu Xianghong |
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| Affiliation: | State Key Laboratory of Solidification Processing, Northwestern Polytechnical University, Xi''an 710072, China;Western Superconducting Technologies Co., Ltd, Xi ''an 710018, China,State Key Laboratory of Solidification Processing, Northwestern Polytechnical University, Xi''an 710072, China,Western Superconducting Technologies Co., Ltd, Xi ''an 710018, China,Western Superconducting Technologies Co., Ltd, Xi ''an 710018, China,Western Superconducting Technologies Co., Ltd, Xi ''an 710018, China,Western Superconducting Technologies Co., Ltd, Xi ''an 710018, China,Western Superconducting Technologies Co., Ltd, Xi ''an 710018, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | stirring coils TC17 titanium alloy numerical simulation vacuum arc remelting |
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