钛的水冷铜坩埚感应熔炼温度场数值模拟

利用直接差分法，建立了水冷铜坩埚感应熔炼过程温度场数值模拟计算模型。对熔炼过程温度场进行了模拟；预测了凝壳的形状和尺寸，经比较。

水冷铜坩埚非自耗电极电弧炉熔炼钛合金的组织及硬度研究

水冷铜坩埚非自耗电极电弧炉熔炼出的钛合金试样沿径向方向晶体组织由激冷层的等轴晶与柱状晶混合转化为柱状晶、树枝晶一直到等轴晶。基于一维温度场方程,建立了实验条件下液固界面的温度梯度随时间的关系及温度梯度与凝固速度之商和时间的关系,利用这些关系结合固液界面稳定性动力学原理解释了径向上晶体组织变化的原因。不同位置上的硬度不同,结合相应位置上的单位面积上的晶界长度LA及单位体积内的界面积Sv,基于塑性变形理论进行了合理解释。

稀土及其合金熔铸——水冷铜坩埚感应炉

本文简要介绍了由于采取了提高真空性能等有效措施,研制了型模加热和控温等装置以及离心铸造、压力铸造等结构,成功地使水冷铜坩埚感应炉应用于稀土材料熔铸中并批量生产出性能优良的稀土材料。

在水冷铜坩埚中用吸铸法制备Cu_(47)Ti_(34)Zr_(11)Ni_8块状非晶合金

在水冷铜坩埚中采用铜模吸铸法制备了直径4.0mm的Cu47Ti34Zr11Ni8合金圆棒,利用X射线(XRD)、对合金的结构进行了测定。XRD图表明该合金圆棒的组织为明显的非晶相。试验结果表明,利用该方法可以制备Cu基块状非晶。

水冷铜坩埚悬浮熔炼K4169合金的组织和力学性能

利用水冷铜坩埚悬浮熔炼制备K4169合金,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等,研究了水冷铜坩埚悬浮熔炼对K4169合金的组织和室温力学性能的影响。研究结果表明:熔炼工艺对K4169合金析出相无明显影响;水冷铜坩埚悬浮熔炼相比真空感应熔炼K4169合金存在更明显的枝晶组织和块状、链状的Laves相;室温下拉伸性能比真空感应熔炼K4169合金高56%;水冷铜坩埚悬浮熔炼K4169试样断口中二次枝晶臂排列紧密,三次枝晶臂相互交联,而真空感应熔炼试样枝晶臂更加短小;水冷铜坩埚悬浮熔炼比真空感应熔炼K4169合金室温下抗压强度高25%,但塑性较低。

水冷铜坩埚一步铝热法制取高纯钒铝合金

为了实现低成本制备高纯度钒铝合金的目的,探讨了应用水冷铜坩埚采用一步铝热法制取高纯钒铝合金的可行性。通过数轮试验,在原料准备、生产工艺、反应状况以及制备的铝钒合金成分等方面,与采用常规耐火材料炉一步铝热法制取钒铝合金方法进行比较,结果表明:水冷铜坩埚一步铝热法具有钒元素收得率高,反应稳定性好,制备的钒铝合金混入杂质含量低等特点,基本满足低成本制备高纯度钒铝合金的要求,并分析了产生上述结果的原因。

钛合金冷坩埚连续熔铸过程定向凝固

水冷铜坩埚存在很强的侧向散热,而定向凝固则必须保证单向热流,分别从电磁力、温度场及传热3方面来分析冷坩埚定向凝固的可行性。结果表明:在三相点焦耳热最大,感应焦耳热弥补了侧向散热,保证在下驼峰与坩埚接触点Z0附近区域等温线近乎平直,能够利用冷坩埚实现钛合金的定向生长。增大电磁压力,提高熔体过热度,可以减小坩埚壁的侧向散热,有利于冷坩埚实现定向凝固。

冷坩埚效率的改善

冷坩埚感应熔炼炉是专门用于活泼金属与高熔点难熔金属熔炼的一种特殊真空熔炼炉。该炉的最主要特点是坩埚不是由Al2O3、MgO等陶瓷耐材制成，而是由导热性好、冷却性能优的铜合金制成且熔炼过程中被熔炼材料不与坩埚接触，故可熔制高纯净的稀有金属。针对上述冷坩埚炉效率的提高，就水冷铜坩埚的截面形状、坩埚壁狭缝的宽度、高度等物理参数对坩埚内的磁通密度、炉子电效率的影响进行探讨，阐述了研究结果。

钛铝合金及其熔炼技术

介绍了ＴｉＡｌ金属间化合物的研究现状，重点介绍了ＴｉＡｌ金属间化合物这类高活性合金的熔炼技术，并指出水冷铜坩埚感应熔炼技术因其易于控制成分，比较适合于熔炼ＴｉＡｌ金属间化合物。

Cr和Mn元素强化的α钛合金的制备及其组织性能

在前人已经优化评估的Ti-Al-Cr-Mn四元热力学数据库的基础上,设计了一种新型α钛合金Ti-6Al-3Cr-1Mn,并利用分瓣式水冷铜坩埚成功制得了该合金。该合金在770℃下经轧机轧制成6mm厚的板材,然后于750℃保温90min进行真空退火热处理,出炉后置于空气中冷却。通过组织观察,发现无论是铸锭还是退火后的板材,室温下均为α型钛合金,与设计相符。室温力学性能试验表明,Ti-6Al-3Cr-1Mn合金的力学性能良好,平均屈服强度为894.9MPa,抗拉强度为926.7MPa,断后延伸率为15.2%。Ti-6Al-3Cr-1Mn合金与典型的α型钛合金TA15相比,室温强度相当,但塑性更好,成本更低。Ti-6Al-3Cr-1Mn合金的自腐蚀电位为-0.21V,自腐蚀电流密度为7.7×10-7 A·cm-2,耐腐蚀性能良好。

电子束熔炼提纯钛及钽废料的研究

用电子束炉熔炼废料提纯金属，所得金属铸锭中的杂质含量与熔炼工艺参数密切相关。为了改善金属铸锭的质量，保加利亚学者开展了关于工艺参数与电子束熔炼提纯钛和钽中杂质含量的关系研究，同时选择最优的处理条件。首先进行了电子束熔炼提纯钛废料研究。将无油污染的钛废料冷压成妒5mm的废料棒，用60kW的电子束熔炼炉熔炼，废料棒距金属熔池表面的距离为50mm，滴落的融熔金属在水冷铜坩埚中凝结。

无接触熔炼铜坩埚内部磁场分布规律及其影响因素

利用磁探针测量了无接触熔炼铜坩埚内部的轴向磁场,得到了在相同半径、不同方位以及不同半径、同一方位上的轴向磁场的分布规律;并考察了励磁电流、电源频率以及励磁线圈与铜坩埚的相对位置对轴向磁场的影响。结果表明,轴向磁场在励磁线圈所在范围内较强,随着与励磁线圈中垂面轴向距离的增加而减弱,并表现出关于励磁线圈中垂面的非对称的分布规律;轴向磁场强度基本不随半径改变,且表现出关于中心轴线对称的分布规律;铜坩埚起到了使磁场均匀化的作用。另外还发现,轴向磁场随励磁线圈与铜坩埚底部距离的增大而减弱,随励磁电流的增大而增强,随电源频率的上升而减弱。