钛合金真空自耗电弧熔炼过程中温度场的数值模拟

采用ANSYS软件分析了真空自耗电弧熔炼(VAR)过程中温度场的分布规律,探讨了熔炼速率和冷却条件对VAR过程中熔池形貌的影响。结果表明,在一定熔炼速率下,VAR过程中温度场由初始阶段的动态过程逐渐演变为稳态过程;熔炼速率对VAR过程温度场影响显著,表现为随熔炼速度增大,VAR熔池变宽变深,达到稳态熔炼阶段的时间缩短;而冷却条件仅对VAR过程熔池达到稳态阶段的时间和铸锭高度略有影响。

钛合金真空自耗电弧熔炼技术发展

目前,生产钛及钛合金铸锭的基本方法仍为真空自耗电弧熔炼方法。讨论了真空自耗电弧熔炼钛合金的常见铸锭缺陷和预防措施。回顾了近代真空自耗电弧熔炼(VAR)技术的发展。较详细地介绍了为获得更高质量的铸锭,当前对VAR熔炼过程控制技术所作的努力及取得的进展。指出了未来真空自耗电弧熔炼控制技术的发展方向。

真空自耗电弧熔炼过程中电磁场的数值模拟

采用ANSYS10.0软件建立电磁搅拌条件下真空自耗电弧熔炼过程三维电磁场数学模型,计算电流密度和磁场强度,并对比分析搅拌磁场对电磁力的影响。结果表明:电流沿坩埚壁向下流动,并在铸锭与坩埚的接触部位转为横向流动,在铸锭表面横向电流最大;随着熔炼的进行,铸锭上部自感磁场基本不变,下部的自感磁场强度减小;搅拌磁场的添加使得铸锭表面产生水平旋转洛伦兹力,且磁感应强度和功率损失随电流频率的增大而增大。

真空自耗电弧熔炼电流对Ti-10V-2Fe-3Al铸锭凝固组织的影响

研究真空自耗电弧熔炼(VAR)条件下熔炼电流对Ti-10V-2Fe-3Al合金凝固组织的影响,分析VAR熔炼中熔池内部的对流类型,基于安培定理,建立VAR熔炼条件下熔池中的洛仑兹力与电流、磁场及铸锭半径的关系。结果表明:熔炼电流较低时,浮力的影响占据主要地位,加速热量的散失,铸锭中组织细小;随着熔炼电流变大,熔池中电磁力(洛伦兹力)的影响逐渐占据主要地位,将表面的热量带入熔池内部,增大了温度梯度,使铸锭组织变得粗大。

真空非自耗电弧熔炼温度场模拟及熔炼效果评估

采用ANSYS软件模拟真空非自耗电弧炉熔炼TiAl基和NbSi基合金的熔炼过程,通过模拟得到熔炼过程中的温度场数据,同时计算合金锭不同位置的冷却曲线以及相应的冷却速度曲线。并结合实际熔炼的Ti-47Al-2Cr-2Nb及Nb-16Si-22Ti-2Al-2Cr-2Hf合金锭,分析不同冷却速度节点处的微观组织均匀性。结果表明,冷却速度不同,导致合金锭微观组织不均匀,说明真空非自耗电弧熔炼方法虽简单易行,但其组织不均匀性影响了较大尺寸高温合金铸件的品质。

真空自耗电弧炉熔炼技术和铸锭质量问题

综述了当今真空自耗电弧炉装备和先进的钛熔炼工艺技术特点 。

电解镍真空自耗电弧熔炼N6铸锭熔炼工艺研究

文章通过试验,对电解镍真空自耗电弧熔炼N6铸锭工艺进行了研究。采用一次真空自耗电弧熔炼出了N6铸锭,并加工成棒材,进行了性能测试。结果表明其化学成分、加工特点及加工材性能与传统一次感应熔炼加一次真空自耗电弧熔炼的N6铸锭相当。

真空自耗电弧炉熔炼时的电热计算与技术分析

通过对真空自耗电弧炉熔炼时的热量计算和分析,得出了炉内平均温度。同时研究和计算了与真空自耗电弧炉主要部件有关的接触电阻问题,提出了如何降低接触电阻的方法,并得出了有效解决打弧现象的方法。对真空自耗炉的结构设计,特别是电极杆等结构的设计有重要的理论和实践指导意义。

真空自耗电弧熔炼过程电弧及熔滴热传输行为的数值模拟

为了更全面了解电弧等离子体热传输行为,建立了VAR过程电弧等离子体区的有限元模型,对电弧区电磁场、流场和温度场行了交互耦合,对电弧等离子体区的热传输行为进行了数值模拟,同时深入分析和讨论了熔滴掉落不同阶段电弧区的温度分布规律。结果表明:电弧区最高温度位于阳极熔池表面的中心部位;掉落的熔滴对整个电弧区温度场产生扭曲作用,但其本身没有受到电弧过热行为的影响;由于合金成分不均所造成的难熔金属掉块和低熔点金属掉落,对熔池表面的温度分布影响较大。

TA15钛合金真空自耗电弧熔炼过程中的富钛偏析研究

通过超声波探测、显微组织观察、能谱分析及显微硬度测试等一系列表征方法,分析了实际工业生产中TA15钛合金棒材出现的富钛偏析问题。结果显示,富钛偏析区域经抛光腐蚀后呈亮白色,为α单相组织,合金元素较少,硬度低于基体。结合熔炼工艺过程分析发现,由于一次锭起弧熔炼阶段电流较小,熔炼温度较低,部分中间合金提前熔化,少量海绵钛颗粒未熔化就掉入熔池,产生富钛偏析。并且由于二次熔炼时富钛偏析处于炉内焊接部位,重熔并不能将其完全消除。通过减少或取消铸锭炉内焊接,以及对需要焊接的半成品铸锭底部进行车削处理,能够减少钛合金中的富钛偏析。

真空自耗电弧炉熔炼钛合金铸锭钨夹杂来源分析及对策

本文分析了真空自耗电弧炉熔炼钛合金钨夹杂的两种来源,同时提出了消除该两种钨夹杂的对策。一种为在原材料中添加的残料中混入了含钨硬质合金刀具碎块,可通过对残钛屑料增加磁选设备、人工挑选工序的方法,将混入残钛中的异物、尤其是刀具碎块彻底清除干净;另一种为生产过程中焊接设备起引弧作用的钨电极跌落引入,可采取将真空等离子焊箱枪头钨极改为铜极,同时取消炉外手工等离子焊的方法。

真空自耗电弧熔炼制备钛合金技术的研究进展

钛合金作为一种性能优良的合金被广泛应该用于航空航天领域,经过半个世纪的发展,钛合金的制备工艺有了明显提升,其中真空自耗熔炼技术是目前制备钛合金的主要熔炼技术。论述了真空自耗技术的主要研究现状,较为系统地介绍了改善真空自耗电弧熔炼技术的研究方法及手段,提出了未来真空自耗电弧熔炼控制技术的发展方向。

真空自耗电弧炉熔炼钛铸锭的质量控制

目前，我国生产钛及钛合金铸锭的基本方法仍为真空白耗电弧炉熔炼法，该方法可满足一般工业的要求，是一种成熟的工业熔炼方法（如下图）。

真空自耗电弧炉熔炼电压故障处理

针对真空自耗电弧炉熔炼某牌号钛合金成品铸锭时出现的电压异常波动现象,分析了可能原因并逐一进行试验验证,最终找出故障原因并采取处理措施。

ZHT100型1t真空自耗电弧炉的研制

本文介绍了 ZHT10 0型 1t真空自耗电弧炉的结构、组成及工作过程。指出了调试过程中存在的问题 ,这种由我们自行设计、制造的 1t真空自耗电弧炉已出口国外 ,一次试车成功并投入使用。

大吨位双炉室真空自耗电弧炉的研制

通过分析目前国内外大吨位真空自耗电弧炉普遍采用的结构型式,指出了这些型式的电弧炉存在的缺陷和不足,提出了一种双炉室真空自耗电弧炉结构。详细介绍了该SZHL8双炉室真空自耗电弧炉的主体设计方案、主要技术特点和性能指标,重点介绍了研制过程中主要解决的技术难点,包括双炉室共用整流电源技术、水冷炉室结构的优化、坩埚冷却系统、智能熔速控制系统、充氩熔炼实时控制系统等。

真空自耗电弧炉熔速控制模型的实验研究

首先对真空自耗电弧炉称重模块采集的数据进行了处理,然后通过设计的试验建立了电极熔化速度与电弧电流之间的关系模型,最后提出了熔速控制的真空自耗电弧炉的系统设计方案。该系统设计已在现场投入使用。

一种用于真空电弧熔炼的稳弧电源

本文介绍了一种新型的稳弧电源实现方案,不但对理论基础、主电路拓扑、DSP(Digital Signal Processing)和CPLD(Complex Programmable Logic Device)等高性能芯片组成的控制系统进行了较为详细的介绍分析,还给出了部分具体的控制软件程序和电路实现方式。最终根据设计思路研制出试验样机,其输出波形的测试结果较为理想,验证了设计方案的合理性和可行性。

钛合金VAR过程电弧等离子体流场的数值模拟

依据磁流体动力学理论,运用ANSYS有限元分析软件对真空自耗电弧熔炼过程电弧区流场进行数值模拟。结果表明:在阳极熔池表面熔炼电弧的温度最高,且其附近电弧区压力随着径向距离的增大而增大,而在熔炼电极表面附近,电弧区压力随着径向距离的增加而减小;弧间距的减小不仅使电弧区的流体流动速度减小,而且还导致环路流动范围减小且向坩埚壁靠近。当电极直径为280 mm,熔炼电压为30 V时,理想熔炼弧长可控制在25～40mm。