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钛及钛合金熔炼技术发展现状 被引量：28
1
作者 雷文光 赵永庆 +1 位作者 韩栋 毛小南 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期101-106,124,共7页
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。
关键词 钛及钛合金 真空白耗电弧熔炼 电子束冷床炉熔炼 等离子束冷床炉熔炼
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镍基高温合金的熔炼工艺研究进展 被引量：15
2
作者 杨浩 王方军 +1 位作者 李采 吴畏 《特殊钢》 2023年第3期1-9,共9页
镍基高温合金的熔炼方法是合金质量的决定性因素,真空感应熔炼可有效控制合金锭中O、N、H等气体及有害杂质元素含量,精确控制合金成分。在此基础上,对合金进行重熔(电渣重熔及真空自耗重熔),可进一步降低合金中S、P等有害杂质含量,消除... 镍基高温合金的熔炼方法是合金质量的决定性因素,真空感应熔炼可有效控制合金锭中O、N、H等气体及有害杂质元素含量,精确控制合金成分。在此基础上,对合金进行重熔(电渣重熔及真空自耗重熔),可进一步降低合金中S、P等有害杂质含量,消除成分偏析及缩孔等缺陷,对凝固组织进行优化调控,从而实现大规格高质量合金锭的熔炼。本文综述了镍基高温合金的熔炼工艺进展,重点介绍了真空感应熔炼、电渣重熔、真空自耗重熔等常用熔炼技术的原理和特点,论述了“真空感应熔炼+保护气氛电渣重熔”、“真空感应熔炼+真空自耗重熔”双联工艺,以及“真空感应熔炼+保护气氛电渣重熔+真空自耗重熔”三联工艺在镍基高温合金熔炼方面的研究进展,并对镍基高温合金熔炼工艺的选择和发展方向提出建议。 展开更多
关键词 镍基高温合金 真空感应熔炼 电渣重熔 真空自耗重熔 双联工艺 三联工艺
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GH4169电渣重熔铸锭表层夹杂物分布规律 被引量：18
3
作者 王迪 杨树峰 +3 位作者 曲敬龙 杜金辉 安腾 黄燕成 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期155-161,共7页
电渣重熔是GH4169高温合金"三联"冶炼工艺的中间环节,电渣锭表面质量对自耗锭洁净度的提升具有重要意义。通过采用合适的车削量,可以改进其表面质量。因此,结合SEM-EDS设备、Image Pro plus及JMatPro软件等方法对实际生产的... 电渣重熔是GH4169高温合金"三联"冶炼工艺的中间环节,电渣锭表面质量对自耗锭洁净度的提升具有重要意义。通过采用合适的车削量,可以改进其表面质量。因此,结合SEM-EDS设备、Image Pro plus及JMatPro软件等方法对实际生产的电渣锭表面区域内夹杂物分布情况展开系统性探究,并制定较为适宜的车削范围。结果表明,电渣锭内主要形成以Ti(C,N)和MgAl_(2)O_(4)为核心的复合夹杂物;随着位置逐渐远离电渣锭边缘,夹杂物数量密度首先由5 233降低至3 684个/mm2,最后稳定在(3 650±30)个/mm2范围;其平均尺寸先由7.7减少到4.9μm,然后在(4.3±0.1)μm范围内稳定波动。根据表面区域夹杂物的分布确定电渣锭较为合适的车削范围为18~24mm,并通过工业试验结果验证了新的切削范围能够提高加工后电渣锭的表面质量。 展开更多
关键词 GH4169高温合金 电渣重熔工艺 夹杂物 车削量 真空自耗重熔
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真空自耗冶炼过程数值仿真研究进展 被引量：15
4
作者 曲敬龙 杨树峰 +3 位作者 陈正阳 杜金辉 毕中南 孔豪豪 《中国冶金》 CAS 北大核心 2020年第1期1-9,共9页
借助计算机仿真技术研究真空自耗冶炼过程已成为一种新的发展趋势,此方法不仅有助于探明各工艺参数对真空自耗冶炼过程的影响与作用机理,还可对其冶炼过程的稳定性与铸锭的冶金质量进行有效预测。对此,简要介绍了国内外近30年来真空自... 借助计算机仿真技术研究真空自耗冶炼过程已成为一种新的发展趋势,此方法不仅有助于探明各工艺参数对真空自耗冶炼过程的影响与作用机理,还可对其冶炼过程的稳定性与铸锭的冶金质量进行有效预测。对此,简要介绍了国内外近30年来真空自耗冶炼过程数值模拟的发展历程与取得的科研成果。同时,以真空自耗冶炼过程模拟、宏观尺度模拟、微观尺度模拟为切入点,详细综述了国内外关于真空自耗冶炼模型、金属熔池模型及微观组织模型的研究进展与应用现状。最后,对国内进一步推动真空自耗冶炼过程数值模拟的开发与应用提出了新的发展方向。 展开更多
关键词 真空自耗冶炼 数值模拟 冶炼模型 金属熔池 微观组织
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全封闭Ar气保护电渣重熔GH4169合金 被引量：13
5
作者 陈国胜 周奠华 +1 位作者 金鑫 曹美华 《特殊钢》 北大核心 2004年第3期46-47,共2页
上海五钢采用ALD 5t全封闭Ar气保护电渣重熔炉 ESR(Ar)冶炼了GH4 16 9合金锭 ,分析结果表明 ,ESR(Ar)电渣锭氧、硫含量和锭头尾碳、铝、钛之差远低于一般ESR工艺 ;VIM(真空感应熔炼 ) +ESR(Ar)工艺冶炼合金中平均氧含量 6× 10 - 6... 上海五钢采用ALD 5t全封闭Ar气保护电渣重熔炉 ESR(Ar)冶炼了GH4 16 9合金锭 ,分析结果表明 ,ESR(Ar)电渣锭氧、硫含量和锭头尾碳、铝、钛之差远低于一般ESR工艺 ;VIM(真空感应熔炼 ) +ESR(Ar)工艺冶炼合金中平均氧含量 6× 10 - 6 远低于VIM +VAR(真空电弧重熔 )工艺冶炼合金中平均氧含量 13× 10 - 6 ,所以ESR(Ar) 展开更多
关键词 电渣重熔 GH4169合金 真空电弧重熔 氧含量 真空感应熔炼
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钛合金TC4真空自耗熔炼工艺参数对宏观偏析影响 被引量：7
6
作者 靖振权 孙彦辉 +5 位作者 刘睿 陈炼 耿乃涛 郑友平 彭力 王莹 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期815-822,共8页
采用Fluent软件模拟了钛合金TC4真空自耗熔炼过程中温度场、流场和溶质场相互作用,研究了与铸锭直接相关的3个工艺参数(熔速、铸锭上表面温度和冷却强度)对铸锭宏观偏析的影响规律。结果表明:不同熔炼条件下,在铸锭1000 mm高度处的铁元... 采用Fluent软件模拟了钛合金TC4真空自耗熔炼过程中温度场、流场和溶质场相互作用,研究了与铸锭直接相关的3个工艺参数(熔速、铸锭上表面温度和冷却强度)对铸锭宏观偏析的影响规律。结果表明:不同熔炼条件下,在铸锭1000 mm高度处的铁元素径向偏析均呈钟形分布,即铸锭芯部为正偏析,表面区域为负偏析,且负偏析程度均大于正偏析。熔炼速度对铸锭温度场和宏观偏析的影响最为明显:当熔炼速度由0.15 mm/s增加到0.18 mm/s时,铸锭达到稳定熔炼阶段时的高度由1200 mm增加到1600 mm,熔池深度由494 mm增加到738 mm。当距铸锭中心距离小于130 mm时,偏析随熔炼速度增加而减小,在熔炼速度为0.15 mm/s时达到最大值,为3.36%;当距铸锭中心距离大于295 mm时,偏析随熔炼速度增大而增大,在熔炼速度为0.21 mm/s时达到最大值6.23%。铸锭上表面温度和冷却强度对宏观偏析和熔池深度的影响不明显。通过正交分析得到3个主要工艺参数对宏观偏析影响程度为:熔炼速度>冷却强度>铸锭上表面温度,并得到最优工艺参数为熔炼速度0.15 mm/s、铸锭上表面温度2179 K、冷却强度500(底部)/1000(侧面)W·m^(-2)·K^(-1)。 展开更多
关键词 钛合金 真空自耗熔炼 数值模拟 宏观偏析
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TiAl合金真空自耗熔炼过程的数值模拟 被引量：10
7
作者 高帆 王新英 +2 位作者 王磊 韩鹏彪 张继 《特种铸造及有色合金》 CAS CSCD 北大核心 2011年第7期608-611,共4页
通过数值模拟研究了直径为180mm的TiAl合金铸锭的真空自耗冶炼过程,获得了TiAl合金真空自耗熔炼过程中熔炼温度、熔炼速度和冷却能力对金属熔池温度梯度、熔池形状和糊状区宽度的影响规律。结果表明,随熔炼温度升高,熔池深度增加,其形... 通过数值模拟研究了直径为180mm的TiAl合金铸锭的真空自耗冶炼过程,获得了TiAl合金真空自耗熔炼过程中熔炼温度、熔炼速度和冷却能力对金属熔池温度梯度、熔池形状和糊状区宽度的影响规律。结果表明,随熔炼温度升高,熔池深度增加,其形状由碗状向V形转变,熔炼温度对熔池中温度梯度和凝固前沿糊状区宽度影响较小;随熔炼速度增加,熔池中温度梯度显著减小,糊状区宽度和熔池深度则明显降低;随冷却能力增加,糊状区宽度明显减小,熔池中温度梯度和熔池深度略有减小。 展开更多
关键词 TIAL合金 真空自耗 熔池形状 糊状区
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真空自耗熔炼钛合金的偏析缺陷及控制研究进展 被引量：4
8
作者 李明宇 杨树峰 +3 位作者 刘威 贾雷 赵朋 鄢宇灿 《中国冶金》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1-10,18,共11页
钛合金的冶金质量决定了材料的力学性能和服役的稳定性。然而在目前普遍采用真空自耗电弧炉熔炼的钛合金中仍存在微观及宏观偏析缺陷,严重危害产品的使用安全。在总结前人研究与实践的基础上,综述了真空自耗熔炼钛合金中偏析缺陷的类型... 钛合金的冶金质量决定了材料的力学性能和服役的稳定性。然而在目前普遍采用真空自耗电弧炉熔炼的钛合金中仍存在微观及宏观偏析缺陷,严重危害产品的使用安全。在总结前人研究与实践的基础上,综述了真空自耗熔炼钛合金中偏析缺陷的类型、危害和控制手段。重点利用熔池流动理论分析了偏析形成的原因,讨论了数值模拟对偏析的控制作用,总结了原料品质、熔炼工艺和熔炼设备层面的控制方法,以期为优化钛合金生产工艺、提高真空自耗熔炼产品品质提供参考。 展开更多
关键词 真空自耗熔炼 钛合金 偏析 熔池流动 数值模拟
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钛合金VAR过程中自然对流下的宏观偏析行为模拟 被引量：8
9
作者 樊凯 吴林财 +1 位作者 李俊杰 王锦程 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期871-877,共7页
采用合金凝固的连续介质模型,模拟了钛合金熔炼过程中温度场、流场、溶质场的演化行为,模拟所得溶质元素分布规律与已有实验观测结果一致。通过对模拟结果中宏观偏析形成过程的详细分析以及不同流动情况下偏析程度的对比,揭示了热浮力... 采用合金凝固的连续介质模型,模拟了钛合金熔炼过程中温度场、流场、溶质场的演化行为,模拟所得溶质元素分布规律与已有实验观测结果一致。通过对模拟结果中宏观偏析形成过程的详细分析以及不同流动情况下偏析程度的对比,揭示了热浮力和溶质浮力引起的自然对流在宏观偏析形成中的作用机制,发现抑制自然对流,可最大程度的减轻铸锭宏观偏析。此外模拟结果还表明,当熔池内流动情况一定时,合金元素在固/液两相中的平衡分配系数决定了该元素的宏观分布规律和偏析程度。 展开更多
关键词 宏观偏析 真空自耗熔炼 钛合金 自然对流
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等离子旋转电极雾化法制备高品质Ti-6.5Al-1.4Si-2Zr-0.5Mo-2Sn合金粉末 被引量：7
10
作者 邝泉波 邹黎明 +3 位作者 蔡一湘 刘辛 程军 易健宏 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期39-46,共8页
旨在制备高品质Ti-6.5Al-1.4Si-2Zr-0.5Mo-2Sn粉末,为后续粉末高温钛合金构件的制备奠定基础。首先采用真空自耗电弧熔炼(VAR)技术制备Ti-6.5Al-1.4Si-2Zr-0.5Mo-2Sn合金铸锭,对铸锭进行化学成分检测,并分析其合金元素损耗、成分均匀性... 旨在制备高品质Ti-6.5Al-1.4Si-2Zr-0.5Mo-2Sn粉末,为后续粉末高温钛合金构件的制备奠定基础。首先采用真空自耗电弧熔炼(VAR)技术制备Ti-6.5Al-1.4Si-2Zr-0.5Mo-2Sn合金铸锭,对铸锭进行化学成分检测,并分析其合金元素损耗、成分均匀性以及显微组织和物相组成。利用制得棒料,采用等离子旋转电极雾化法(PREP),选取不同转速制备得到钛合金粉末,将粉末筛分成不同粒度范围。研究了棒料转速与粉末理化性能间的关系。采用X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、金相显微镜(OM)分别分析了粉末的物相组成、形貌和微观组织。研究表明:通过独特的压制电极设计,可制得成分均匀、元素损耗小的钛合金铸锭,且各合金元素含量满足国标的要求。铸锭微观组织为层片状结构,基体中存在少量大小不均的Ti5Si3硅化物相。PREP法制得的钛合金粉末呈正态分布,且球形度好,无空心球和卫星球。随着转速增加,小颗粒粉末占比增加,大颗粒粉末占比大幅度降低。粉末颗粒以胞状组织为主,存在少量的枝晶。合金粉末主要由α′马氏体相组成。相比合金铸锭,粉末中各合金元素略有损耗,O元素质量分数小于0.1%,有利于制得高性能的粉末钛合金。 展开更多
关键词 真空自耗电弧熔炼 等离子旋转电极雾化法 高温钛合金 微观组织 硅化物
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采用数值模拟方法分析影响VAR熔炼钛合金铸锭表面质量的因素 被引量：7
11
作者 罗文忠 赵小花 +4 位作者 刘鹏 吴伟 何永胜 王凯旋 郝芳 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期927-932,共6页
采用数值模拟方法分析影响铸锭表面质量的因素,借此达到提高铸锭成品率的目的。通过Melt Flow软件对VAR熔炼过程的温度场进行分析,将高温液相与坩埚接触长度与表面质量建立联系。分析得出,从工艺角度考虑,熔炼电流、稳弧电流以及稳弧周... 采用数值模拟方法分析影响铸锭表面质量的因素,借此达到提高铸锭成品率的目的。通过Melt Flow软件对VAR熔炼过程的温度场进行分析,将高温液相与坩埚接触长度与表面质量建立联系。分析得出,从工艺角度考虑,熔炼电流、稳弧电流以及稳弧周期这3个因素对铸锭表面质量有影响,结合实验验证表明,采用较大的熔炼电流、大稳弧电流以及短稳弧周期有利于铸锭表面质量提高,提高成品率。 展开更多
关键词 VAR 数值模拟 钛合金 表面质量
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钛合金真空自耗熔炼过程中电流、磁场和电磁力数值模拟 被引量：3
12
作者 靖振权 孙彦辉 +4 位作者 陈炼 耿乃涛 郑友平 彭力 王莹 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1994-2001,共8页
采用有限元模拟软件Ansys Electromagnetics Suite中Maxwell 3D模块建立钛合金真空自耗熔炼过程电磁场数学物理模型,分析并掌握熔炼过程中电流、磁场和电磁力相互作用规律,并研究了熔炼电流和搅拌电流变化对磁场及电磁力的影响。结果表... 采用有限元模拟软件Ansys Electromagnetics Suite中Maxwell 3D模块建立钛合金真空自耗熔炼过程电磁场数学物理模型,分析并掌握熔炼过程中电流、磁场和电磁力相互作用规律,并研究了熔炼电流和搅拌电流变化对磁场及电磁力的影响。结果表明:铸锭中电流均呈向心分布,且集中分布在铸锭上部350 mm范围内;熔炼电流产生切向磁场,搅拌电流产生轴向磁场,两者进行简单耦合;在熔炼电流及其自感磁场的作用下,产生径向和轴向电磁力;该电磁力又在搅拌磁场的作用下发生旋转,产生切向电磁力;随熔炼电流线性变化,磁场切向分量和电磁力的径向和轴向合力均呈线性变化;随搅拌电流线性变化,磁场轴向分量和电磁力径向分量均呈线性变化。 展开更多
关键词 钛合金 真空自耗熔炼 数值模拟 磁场 电磁力
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冶炼工艺对GH4145合金显微组织和力学性能的影响 被引量：6
13
作者 刘猛 李爱民 +3 位作者 张欢欢 闫森 赵朋 杨树峰 《中国冶金》 CAS 北大核心 2020年第10期17-21,共5页
利用金相检验、力学性能测试和扫描电镜分析等手段研究了不同冶炼工艺和热处理制度对GH4145合金显微组织、拉伸性能和高温持久缺口敏感性的影响。结果表明,经固溶加时效处理后电渣重熔冶炼的GH4145合金棒材平均晶粒度尺寸小于真空自耗... 利用金相检验、力学性能测试和扫描电镜分析等手段研究了不同冶炼工艺和热处理制度对GH4145合金显微组织、拉伸性能和高温持久缺口敏感性的影响。结果表明,经固溶加时效处理后电渣重熔冶炼的GH4145合金棒材平均晶粒度尺寸小于真空自耗重熔冶炼的GH4145合金棒材。随固溶温度升高,合金晶粒尺寸增大,电渣生产的合金晶粒度拐点温度为1100℃,高于自耗冶炼的拐点温度1050℃。自耗生产的试验合金γ’强化相平均尺寸比电渣生产的试验合金要小,且合金棒材的抗拉强度、屈服强度、伸长率和断面收缩率均明显高于电渣生产的合金棒材。固溶温度升高,自耗生产GH4145合金持久性能变差,存在明显缺口敏感,而相同热处理制度下,电渣生产的GH4145合金光滑缺口持久寿命明显提高,无缺口敏感性。 展开更多
关键词 GH4145合金 电渣重熔 真空自耗重熔 热处理 持久缺口敏感性
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真空电弧炉及凝壳炉的控制技术进展 被引量：2
14
作者 宋青竹 鄂东梅 +3 位作者 王玲玲 乔忠路 张哲魁 孙足来 《真空》 CAS 2022年第6期1-9,共9页
综述了真空电弧炉和真空凝壳炉的工作原理和国内外发展现状。介绍了真空电弧重熔(VAR)工艺控制技术发展情况,并指出电弧检测与调控对大型真空凝壳炉安全运行的重要意义。虽然,熔速控制实现了熔池糊状轮廓的稳定。但是,电弧运动改变了熔... 综述了真空电弧炉和真空凝壳炉的工作原理和国内外发展现状。介绍了真空电弧重熔(VAR)工艺控制技术发展情况,并指出电弧检测与调控对大型真空凝壳炉安全运行的重要意义。虽然,熔速控制实现了熔池糊状轮廓的稳定。但是,电弧运动改变了熔池的热量分布。基于熔速控制的电弧分布状态优化,是制造高品质铸锭的基础和工艺装备的发展方向。根据电弧运动特性,将电弧分布模型划为四类:集中、扩散、偏心和旋转。其中,扩散电弧分布模型对改善熔池轮廓和提升铸锭品质的作用明显。将VAR控制技术分为电弧分布、熔池特性和凝固过程三个组成部分。针对电弧的电磁特性,利用磁场对电弧分布进行检测和调控,将为VAR工艺带来新的技术革新。配有霍尔效应磁场传感器阵列和亥姆霍兹线圈的控制系统已应用在工业生产装备中,验证了控制系统对电弧检测与调控的有效性。 展开更多
关键词 真空电弧重熔 真空凝壳炉 熔速控制 熔滴控制 电弧分布 亥姆霍兹线圈
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钛合金VAR过程中自感电磁场对流场与偏析行为的影响 被引量：2
15
作者 黄立清 吴京洋 +5 位作者 郭杰 樊凯 李超 李志宏 李俊杰 王锦程 《钢铁钒钛》 CAS 北大核心 2023年第4期55-61,84,共8页
采用合金凝固的连续介质模型,模拟了钛合金真空自耗电弧熔炼过程中温度场、溶质场、流场、自感电磁场的演化行为。通过对比浮力单独作用、自感电磁力单独作用以及二者共同作用下的熔池流动及成分偏析结果,揭示了熔炼过程中熔体流动和溶... 采用合金凝固的连续介质模型,模拟了钛合金真空自耗电弧熔炼过程中温度场、溶质场、流场、自感电磁场的演化行为。通过对比浮力单独作用、自感电磁力单独作用以及二者共同作用下的熔池流动及成分偏析结果,揭示了熔炼过程中熔体流动和溶质偏析的形成机理。结果表明,0.3 kA小电流熔炼时,熔池内熔体流动由浮力主导,形成侧壁向下、中心向上的对流;0.73 kA大电流熔炼时,熔池内呈现由电磁力主导的反向对流,熔池最大流速为0.036 m/s;0.45 kA中等电流熔炼时,浮力和电磁力对熔体流动的作用均比较明显,熔池内形成两个流动方向相反的区域,且由于两者相互竞争制约,导致熔池中最大流速达到极低值0.004 m/s。铸锭整体宏观成分偏析随着熔炼电流的增加呈现先上升后下降再上升的变化规律,三阶段宏观偏析的极值分别为0.54%、0.39%与0.57%。当电磁力和浮力作用基本相当时,宏观偏析程度最轻。 展开更多
关键词 钛合金 真空自耗电弧熔炼 连续介质模型 自感电磁场 流场 宏观偏析
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基于数值模拟的TB9钛合金VAR熔炼工艺优化
16
作者 罗坤 耿乃涛 +3 位作者 游彦军 彭力 王莹 董恩涛 《钢铁钒钛》 CAS 北大核心 2024年第3期25-32,共8页
采用真空自耗电弧熔炼(VAR)法熔炼TB9钛合金会产生偏析和夹杂等冶金缺陷。采用MeltFlow-VAR仿真软件对某厂TB9钛合金VAR一次熔炼过程进行模拟,考察熔炼电流大小、稳弧类型对熔炼过程的影响,通过分析不同工艺条件下铸锭的元素分布、熔池... 采用真空自耗电弧熔炼(VAR)法熔炼TB9钛合金会产生偏析和夹杂等冶金缺陷。采用MeltFlow-VAR仿真软件对某厂TB9钛合金VAR一次熔炼过程进行模拟,考察熔炼电流大小、稳弧类型对熔炼过程的影响,通过分析不同工艺条件下铸锭的元素分布、熔池深度、抛杂路径等,获得了最佳一次熔炼工艺,分别采用该厂原工艺和优化后的工艺参数,对TB9钛合金三次VAR熔炼过程进行全流程模拟,获得了三次锭的元素分布情况。结果表明,宏观偏析在多次熔炼过程中存在“遗传”现象,对该厂一次熔炼原工艺进行优化后,可以显著提高三次成品锭的成分均匀性。 展开更多
关键词 TB9钛合金 真空自耗电弧熔炼 数值模拟 元素分布
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真空自耗电弧熔炼过程中搅拌线圈参数对TC17铸锭成分和组织影响的数值模拟与实验验证 被引量：2
17
作者 赵小花 王锦程 +4 位作者 王凯旋 付杰 夏勇 楼美琪 刘向宏 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2676-2682,共7页
采用MeltFlow VAR软件建立了真空自耗电弧熔炼(VAR)过程中温度、电磁、流动和溶质场的耦合模型,通过数值模拟与实验验证的方法研究了搅拌电流和周期对TC17钛合金铸锭成分和组织的影响规律。结果表明,铸锭中心的Cr元素浓度从底部逐渐升高... 采用MeltFlow VAR软件建立了真空自耗电弧熔炼(VAR)过程中温度、电磁、流动和溶质场的耦合模型,通过数值模拟与实验验证的方法研究了搅拌电流和周期对TC17钛合金铸锭成分和组织的影响规律。结果表明,铸锭中心的Cr元素浓度从底部逐渐升高,在铸锭头部100 mm范围内出现激增,与铸锭边缘和1/2半径处表现出不同的趋势。施加搅拌磁场,有利于铸锭心部Cr元素的降低和1/2直径处等轴晶区域宽度的减小。增加搅拌线圈电流或延长搅拌磁场的周期,可以降低铸锭心部Cr元素含量并减小1/2直径处等轴晶区域宽度。这主要是因为搅拌磁场引起的角速度,加剧了熔池内湍流的速度。采用工程化规格的TC17铸锭实物解剖可知,铸锭下部柱状晶生长方向发生扰动的位置与Cr含量上升的位置相对应,均与该位置搅拌磁场的作用相关。数值模拟结果与实验数据吻合较好。 展开更多
关键词 搅拌线圈 TC17钛合金 数值模拟 真空自耗电弧熔炼
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真空自耗熔炼过程宏观偏析的数值模拟 被引量：6
18
作者 王亚栋 张立峰 +3 位作者 张健 周扬 刘庭耀 任英 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期718-725,共8页
基于国内某特钢厂真空自耗生产过程,利用ProCAST软件建立三维熔炼模型,研究了不同电流强度和熔速对铸锭熔池形状和宏观偏析的影响规律。铸锭侧面表层基本不发生宏观偏析,铸锭1/4处偏析度约为1.03的正偏析,铸锭中心处由于枝晶沉降形成偏... 基于国内某特钢厂真空自耗生产过程,利用ProCAST软件建立三维熔炼模型,研究了不同电流强度和熔速对铸锭熔池形状和宏观偏析的影响规律。铸锭侧面表层基本不发生宏观偏析,铸锭1/4处偏析度约为1.03的正偏析,铸锭中心处由于枝晶沉降形成偏析度为0.96的负偏析。电流强度从4 kA增加至8 kA,熔滴滴落温度增加,熔池深度加深,熔炼70%时熔池深度分别为64.6和77.4 mm。铸锭1/4处和顶部的宏观偏析逐渐加重,铸锭1/4处的偏析度从1.06增加至1.08,铸锭顶部的偏析度从1.07增加至1.13。电极熔速从0.8 kg/min增加至2.4 kg/min,熔池深度加深,熔炼70%时熔池深度分别为64.6和101.5 mm。铸锭顶部的偏析度从1.07增加至1.18。 展开更多
关键词 宏观偏析 真空自耗熔炼 数值模拟 电流强度 熔速
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VAR熔炼纯锆铸锭表面质量控制研究 被引量：2
19
作者 杨健 曹江海 +3 位作者 侯秦龙 秦羽满 闫昭 李维 《钛工业进展》 CAS 2023年第3期33-38,共6页
以实际生产中遇到的纯锆铸锭表面夹层、结疤及冷隔缺陷为出发点,通过数值模拟和工业生产实验相结合的研究方法,确定了较佳的纯锆铸锭真空自耗电弧熔炼(VAR)工艺,明显改善了铸锭的表面质量。研究发现:各熔炼参数主要通过影响熔池形状和... 以实际生产中遇到的纯锆铸锭表面夹层、结疤及冷隔缺陷为出发点,通过数值模拟和工业生产实验相结合的研究方法,确定了较佳的纯锆铸锭真空自耗电弧熔炼(VAR)工艺,明显改善了铸锭的表面质量。研究发现:各熔炼参数主要通过影响熔池形状和坩埚壁附近的熔体温度对铸锭表面质量产生影响;增大熔炼电流可以同时改善熔池到边情况和增加坩埚壁附近熔体的温度;增大稳弧电流和稳弧周期可以促进高温熔体向坩埚壁的运动,使熔池更加饱满,从而提高纯锆铸锭的表面质量。 展开更多
关键词 表面质量 真空自耗电弧熔炼 数值模拟 纯锆铸锭
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Ti60合金VAR熔炼过程熔体流动与宏观偏析的数值模拟研究
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作者 戴毅 曹江海 +3 位作者 秦羽满 李维 侯智敏 曾卫东 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期701-708,共8页
真空自耗电弧熔炼(vacuum arc remelting,VAR)是生产钛合金铸锭最常用的方式之一,但由于其熔炼过程温度高且不透明,通过实验研究其熔炼过程中流体流动行为和宏观偏析存在困难。基于此,本工作以Ti60高温钛合金为例,通过数值模拟方法对VA... 真空自耗电弧熔炼(vacuum arc remelting,VAR)是生产钛合金铸锭最常用的方式之一,但由于其熔炼过程温度高且不透明,通过实验研究其熔炼过程中流体流动行为和宏观偏析存在困难。基于此,本工作以Ti60高温钛合金为例,通过数值模拟方法对VAR熔炼过程展开研究,同时探讨了熔炼电流和磁场搅拌强度对流体流动行为和宏观偏析的影响。结果表明,VAR熔炼钛合金时,熔池形状由“扁平状”逐渐向“V形”转变;凝固结束后铸锭锭底和边部Zr元素含量低,中心和冒口含量高。熔炼电流产生的洛伦兹力使熔体沿逆时针方向流动,且熔炼电流越大,熔体流动更剧烈;同时也导致铸锭中心和冒口处出现更为严重的宏观偏析。搅拌磁场产生的洛伦兹力作用于整个熔池,不仅促进了熔池上部熔体的流动,也有利于熔池下部熔体的流动;当无搅拌磁场和搅拌磁场较大时,都会导致Zr元素在铸锭中产生较为严重的宏观偏析。为有效控制VAR熔炼钛合金时宏观偏析缺陷的产生,应采取小熔炼电流和合适的搅拌强度。 展开更多
关键词 熔体对流 宏观偏析 真空自耗过程熔炼 数值模拟 高温钛合金
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