400-1188-260

13372307781

  • 測試咨詢(xún)

    400-1188-260
  • 質(zhì)量投訴
    +86-573-86161208
  • 測后服務(wù)
    +86-573-86161256 86161587 86180108
  • 地址:浙江省海鹽縣豐潭路777號
首頁(yè) 檢測技術(shù)與成果

分享:鈦及鈦合金VAR熔煉過(guò)程脫氧分析

自1791年鈦元素被發(fā)現到1910年第一次制得金屬鈦,再到1950年鈦金屬大規模工業(yè)化生產(chǎn)應用,經(jīng)歷了長(cháng)達150多年的歷史[1]。因鈦具有比強度高、耐腐蝕性強、高低溫性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應用于航空、航天、化工、艦船、兵器、能源、建筑、體育、生物醫學(xué)及現代生活中,有“第三金屬”和“未來(lái)金屬”之美稱(chēng)。

目前國內外廣泛工業(yè)應用的鈦及鈦合金熔煉方法有真空自耗電弧熔煉和冷床熔煉法,其中真空自耗電弧熔煉(VAR)技術(shù)是我國生產(chǎn)鈦及鈦合金的最主要的方法。國內鈦工業(yè)經(jīng)過(guò)多年的積累,在真空自耗電弧熔煉的理論基礎、裝備設施、產(chǎn)品種類(lèi)和質(zhì)量控制等方面提高顯著(zhù)。氧作為間隙雜質(zhì)元素之一,屬α相穩定元素,在鈦原子的間隙位置,形成間隙固溶體,使鈦的晶格發(fā)生畸變,阻礙位錯運動(dòng),使鈦的滑移系數減少,從而有效提高鈦及鈦合金的室溫抗拉強度,降低塑性[2-3]。鈦及鈦合金在真空自耗電弧熔煉過(guò)程中,設備無(wú)法達到絕對的真空狀態(tài)和零漏率,環(huán)境中的氧會(huì )進(jìn)入鈦熔液,造成氧含量稍微增加[4],因此對氧含量有嚴格上限要求的鈦及鈦合金鑄錠,所用原料中的氧要嚴格控制上限并低于產(chǎn)品要求值。

近年來(lái),隨著(zhù)人們對鈦合金添加氧元素的研究不斷深入,發(fā)現適量氧含量能提高某些鈦合金的綜合性能,Geng等[5]對Ti-29Nb-13Ta-4.6Zr(TNTZ)合金中添加氧進(jìn)行研究,發(fā)現拉伸測試中的伸長(cháng)率出現反?,F象,其抗拉強度隨O含量的增加而提高,其伸長(cháng)率先降低后增加。這可能是由于氧能抑制原子位錯、無(wú)熱ω相和變形誘發(fā)的ω相的形成,抑制鈦合金中的馬氏體相變[6-9],隨著(zhù)O濃度的增加,抑制馬氏體轉變的能力也在增加[10-11],并且O能降低馬氏體轉變的Ms點(diǎn),與固溶強化相結合,提高鈦合金的超彈性和形狀記憶效應[12-14]。因此,氧在鈦合金中的作用越來(lái)越受到人們的重視,為了實(shí)現其優(yōu)異的綜合性能,需要添加適量的氧元素,這就要求真空自耗熔煉鑄錠的氧含量精準控制在產(chǎn)品要求范圍且均勻性好。

在生產(chǎn)實(shí)踐中,我們使用不同廠(chǎng)家的海綿鈦熔煉鈦及鈦合金鑄錠,氧均有不同程度的脫除現象。該批鑄錠采用滿(mǎn)足GB/T2524要求的2級及以上海綿鈦,按照不同的配料目標值,用二氧化鈦粉末作為氧元素的添加劑,經(jīng)稱(chēng)重、混勻后壓制電極塊,在等離子焊箱內焊接成自耗電極,自耗電極在10 tP型雙工位真空自耗電弧爐中通過(guò)兩次熔煉,其中成品熔煉時(shí)一次錠調頭熔煉二次,出爐冷卻后進(jìn)行扒皮檢驗,在距離鑄錠頭、底端面200~300 mm范圍內外圓面上車(chē)削塊樣(3 mm×3 mm×(7~20) mm),參照標準GB/T4698.7,采用LECO力可氧氮氫分析儀(ONH836型,精度0.001%)檢測鑄錠中氧含量。鑄錠取樣位置示意圖見(jiàn)圖1。

鑄錠頭部氧含量檢測結果見(jiàn)圖2所示,鑄錠頭部氧含量基本正常,檢測結果在配料值的?0.01%~0.015%范圍波動(dòng),符合鈦及鈦合金真空自耗熔煉過(guò)程氧元素的控制范圍和檢測偏差。不同廠(chǎng)家海綿鈦、不同目標氧配料值經(jīng)兩次熔煉成品鑄錠底部氧含量的檢測結果見(jiàn)圖3~圖8。圖中可以看出,鑄錠底部氧含量檢測結果差異性較大,有明顯降低的趨勢,存在真空自耗熔煉過(guò)程中脫除的跡象。

首頁(yè) 上一頁(yè) 下一頁(yè) 尾頁(yè) 第6頁(yè), 共154頁(yè)