电子束冷床炉熔炼TA15钛合金的工艺技术

在工业化条件下,利用电子束冷床熔炼炉(EB炉)一次熔炼制备TA15钛合金铸锭,对熔炼工艺参数与铸锭化学成分均匀性之间的关系进行分析,采用赫兹−克努森−朗缪尔定律对熔炼过程中Al、Zr元素的挥发规律做简要的数值分析,并与实际挥发规律进行比较分析。结果表明:在EB炉熔炼过程中,Al、Zr元素的挥发规律符合朗缪尔定律;其中,Al元素挥发严重,理论挥发率为18.69%,实际挥发率为15.33%;Zr元素挥发率相对较低,理论挥发率为2.80%,实际挥发率达到3.33%;Ti基体的理论挥发率为2.86%。EB炉熔炼功率、真空度及各工艺参数之间的匹配性是影响Al、Zr元素挥发的关键因素;通过合理的工艺参数制备的铸锭整体化学成分均匀性良好。

TC4ELI钛合金的电子束冷床熔炼技术

采用EBCHR-3150KW大功率电子束冷床熔炼炉,研究了以“TA1纯钛残料+海绵钛+中间合金”通过一次EB熔炼TC4ELI钛合金扁锭的生产工艺,分析了熔炼工艺参数对铸锭化学成分的影响,并对工艺可行性进行了分析,研究了不同热处理制度对板材组织性能的影响。结果表明:TC4ELI钛合金EB熔炼过程中Al元素的实际挥发率达到15%~18%,通过控制原材料制备使其达到宏观均匀、控制成分配比,制定合理的工艺要求,完全可以生产出符合国标GB/T 3620.1-2016要求的TC4ELI钛合金EB扁锭。

Ti55511钛合金的电子束冷床熔炼技术研究

利用新型的1350 kW型电子束冷床熔炼(EB)炉熔炼制备Ti55511钛合金铸锭,分析了不同熔炼工艺参数下的铸锭化学成分均匀性,针对熔炼过程中合金元素的挥发特性,采用Langmuir定律建立了Ti55511钛合金EB熔炼过程熔体中各元素饱和蒸气压及挥发规律的数学模型,并根据实际挥发率进行了相关热力学参数的验证性分析。结果表明:Ti55511钛合金EB炉熔炼过程中Al、Cr元素的实际挥发率分别达到12.63%和30.77%,Cr元素挥发严重,实际挥发率与挥发模型吻合度较高。1350 kW型电子束冷床熔炼(EB)炉的最佳熔炼速度为0.969×10^(-4)m/s(即178.08 kg/h),在此工艺下铸锭化学成分均匀性良好,完全符合国标GB/T 3620.1-2016的要求。