电子束熔炼技术及其应用

本文介绍电子束熔炼技术的发展及现状,阐述了几种电子束熔炼工艺的原理、设备和用途,详细介绍了电子束冷床炉在钛工业上的应用。

电子束冷床炉熔铸钛合金锭表面裂纹形成原因分析

电子束冷床炉(简称EB炉)熔铸技术在钛及钛合金圆锭、扁锭的制备中发挥重要作用,但是与纯钛熔铸相比,钛合金熔铸时容易出现严重的横裂纹。工程实际中发现结晶器内壁黏结物与凝固坯壳的连接是裂纹形成与扩展的主要原因。通过数值模拟及工程试验的方法分析确定了典型钛合金表面裂纹的形成机理及影响因素,并获得了凝固坯壳与拉锭速度及液面电子枪能量的关系,发现高拉速和持续拉锭的区域容易出现裂纹。

增材制造技术制备钛铝合金的研究进展

增材制造技术(也称3D打印技术)在发展新型TiAl合金领域有巨大潜力。电子束熔炼技术制备TiAl合金逐渐引起关注,本文对相关工艺探索的研究进行了综述。通过调节EBM过程中的各工艺参数,例如片层厚度、熔炼温度、扫描速率、线能量和构建路径等参数,可获得致密并且无大量Al损失的均匀样品。经过热等静压处理和热处理,可得到细小均匀的组织。通过控制热处理温度,可获得等轴近Gamma组织、双态组织(片层比率不同)或全片层组织。介绍了高Nb-TiAl合金合金粉末、块体材料制备工艺对组织的影响等。总结了EBM技术的优点和存在问题(包括解决缩孔、Al损失、组织和性能的精确控制等问题),并对其发展前景进行了展望。我国利用EBM技术制备Ti合金的研究工作刚开始,尚未开展制备TiAl合金的研究工作。

多物理场耦合数值模拟在电子束冷床熔炼中的应用研究

掌握以电子束冷床熔炼为核心的高端钛材"低成本、短流程"制备技术是我国钛产业进一步发展的核心问题。为揭示电子束冷床熔炼过程中的复杂物理现象,建立产品质量调控机制,可实现高温熔炼过程"可视化"的多物理耦合数值模拟技术受到了广泛关注。综述了电子束冷床熔炼过程数值模型的发展现状,讨论了现有数值模型对了解熔炼过程中物理现象及传递现象的理论支持,提出了多物理耦合数值模拟技术的进一步发展态势。