Inclusions in melting process of titanium and titanium alloys

This paper summarizes melting methods of titanium and titanium alloy, such as vacuum arc melting(VAR) and electron beam cold hearth melting(EBCHM), and the related inclusions formed when using these melting methods. Low-density inclusions are resulted from contamination of air, and high-density inclusions are caused by refractory elements. The formation process of inclusions was analysed. The removal mechanism of different kinds of inclusions was specified. Low-density inclusions are removed mainly by resolving. This is a comprehensive process containing reaction diffusion. The resolving rate of high-density inclusions is so low that these inclusions are mainly removed by sedimentation. The experiments and physical models of inclusions are detailed. In various melting methods, vacuum arc melting is prominent. However, this method cannot remove inclusions effectively, which usually results in repeat melting. Electron beam cold hearth melting has the best ability of removing inclusions. These results can provide instructions to researchers of titanium and titanium alloys.

钛及钛合金熔炼技术发展现状

目前生产钛及钛合金铸锭最主要的方法是真空自耗电弧熔炼以及冷床炉熔炼方法。详细介绍了真空自耗电弧熔炼、电子束冷床炉熔炼以及等离子束冷床炉熔炼技术的原理、特点和发展现状。

熔炼方式对TC17钛合金铸锭化学成分及棒材组织均匀性的影响研究

对比分析一次电子束冷床炉熔炼(EBCHM)加一次真空自耗电弧炉熔炼(VAR)和三次真空自耗电弧炉熔炼生产的φ820 mm TC17钛合金铸锭的化学成分均匀性,以及由这两种铸锭经相同工艺锻造得到的棒材的组织均匀性。结果表明,通过原材料控制和工艺参数设计,两种熔炼方式均可生产出化学成分均匀、杂质含量可控的大规格TC17钛合金铸锭,且EBCHM+VAR工艺在残钛回收方面具有优势;两种工艺得到的铸锭,经相同的锻造工艺可获得组织均匀的棒材,为航空转动件提供材料支撑。

等离子熔炼炉及其应用

本文根据文献资料,介绍等离子熔炼炉的基本结构特点、类型和应用,并介绍用于高纯钛合金熔炼的等离子冷床熔炼炉以及美国Lectrotherm公司发明的一种等离子炬与直接电弧电极相结合的冷床熔炼技术。

钛合金中的硬α缺陷及其等离子体冷炉床熔炼控制技术

本文分析了钛合金中硬α夹杂物的性质及其产生原因,调研了国内外因硬α缺陷引发的飞机飞行事故和发动机故障,认为硬缺陷是影响发动机转子零件使用可靠性最主要的潜在威胁之一。硬α夹杂物具有很高的熔点和极大的脆性,很容易成为发动机转子部件过早疲劳断裂失效的裂纹源。与真空自耗电弧炉相比,利用等离子体冷炉床熔炼技术(PACHM),可以有效地消除钛合金中的硬夹杂物。等离子体冷炉床熔炼技术是生产航空发动机转子级优质钛合金的一种有效的熔炼方法。

钛及高温合金的冷炉床熔炼

综述了冷炉床熔炼的发展历史、特点、炉子的结构和工作原理以及电子束和等离子体两种熔炼方式用于熔炼纯钛和Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ的各自优点。

舰船用钛合金制备技术的研究进展

钛合金因其出色的综合性能在船舶、汽车、航空及医疗领域起着不可替代的作用,且钛合金铸件具有良好的耐腐蚀性,是舰船制造的理想材料。但钛合金在使用过程中还存在一些问题,例如成本高、冶炼难度大等,在一定程度上限制了其在船舶上的应用和发展。综述了真空自耗电弧炉熔炼、电子束冷床炉熔炼、等离子冷床炉熔炼、粉末冶金及增材制造5种制备钛合金产品技术的工艺原理、产品特点及国内外的发展状况,对各种工艺的数值模拟成果做出总结,并对未来中国钛合金体系做出展望,以期对钛合金产品制备工艺的优化提供参考。

冷床炉熔炼TC1合金轧制过程中组织演变与力学性能

以工业化等离子冷床炉熔炼的TC1合金为研究对象,结合实际生产流程,并借助于中子衍射技术,研究不同轧制工艺对TC1板材显微组织与性能演变的影响,揭示组织结构与力学性能之间的关系.结果表明,冷床炉熔炼的铸锭组织为魏氏组织.经过轧制后,a集束发生扭曲和破碎.单向轧制变形a相沿轧向排列比换向轧制更为明显.退火后,板材中变形a相发生等轴化.经过单向轧制和换向轧制后,轧制板材均表现为柱面织构类型,这是板材横向屈服强度均明显高于其轧向屈服强度的主要原因.

等离子冷床炉单次熔炼制备Ti-2Al-1.5Mn合金

主要介绍了等离子冷床炉单次熔炼制备Ti-2Al-1.5Mn钛合金铸锭在化学成分、组织、内部品质等方面的情况。结果表明,首次使用PAM炉单次熔炼法制备出航空领域工业级厚330mm、宽750mm、长1 000~2 500mm的钛合金扁锭,其化学成分可控且均匀性较好,纵横向组织均匀细小。此外,获得PAM炉单次熔炼法制备的钛合金扁锭全截面低倍组织图谱特征。铸锭经加工变形后获得的板材产品理化性能满足技术要求。