钛合金电子束冷床炉熔炼过程中硬α-TiN夹杂的溶解去除理论分析

从理论上建立了钛合金熔体中硬α-TiN夹杂的溶解模型,系统研究了电子束冷床炉熔炼制备钛及钛合金铸锭过程中熔炼工艺参数对夹杂溶解速率的影响,为α-TiN夹杂的去除奠定了理论基础。结果表明,熔体温度是影响夹杂溶解速率的最主要因素,夹杂溶解速率随熔体温度升高而快速增加,在1950~2300 K的范围内时,α-TiN夹杂溶解速率在1.64~7.7μm/s范围内。

K403高温合金复杂薄壁件的铸造工艺研究

对K403复杂薄壁铸件进行了铸造工艺研究,包括铸件结构分析、浇注系统设计、工艺参数确定等。铸件在试制过程中出现了浇不足缺陷,为此设计了正交试验对浇注工艺进行优化,数值模拟和极差分析,结果发现,对充型影响的排序为浇注温度>浇注系统>型壳温度,并且不同浇注方案下的流量分配有较大差异。选取最优的一个方案进行了试验验证,铸件充型完整,且表面质量良好。

电子束冷床炉熔炼Ti-6Al-4V合金过程中流动、传热和挥发计算

研究了Ti-6Al-4V合金在电子束冷床炉熔炼(EBCHM)过程中冷床部分熔体的传热、流动和凝固过程。结果表明,冷床部分的熔体被限制在一个非常浅的深度,实验测量约为15 mm,熔体速度大约是每秒几厘米。熔体温度随着熔炼功率增加而升高,随着熔炼速率增加而降低。熔池深度随着熔炼功率升高而增加,而熔炼速率对熔池形貌的影响不明显。模拟了不同密度、不同尺寸夹杂物的运动轨迹。结果表明,夹杂密度对轨迹影响较大。同时建立了元素挥发的数学模型,并研究了熔炼工艺参数对铸锭成分的影响。结果表明,熔炼温度、熔炼速率和原料配比对铸锭成分均有较大影响。采用工业用电子束冷床炉生产了圆锭,测量了冷床凝壳的形貌并检测了铸锭成分。计算结果与实验结果吻合较好。