小電流熔煉含鐵鈦合金的研討

摘 要：對TB3 Ti-10Mo-8V-1Fe-3.5Al 和TB6 Ti -10V-2Fe-3Al二種含鐵鈦合金采用低電壓小電流進行三次熔煉的方式，進行鑄錠內外質量及成份均勻性分析，研討合金中的成分偏析及組織均勻性問題。

關鍵詞：TB3、TB6鐵鈦合金 小電流 熔煉 宏觀及微觀偏析

中圖分類號：TG14文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）04（b）-0004-03

1 冶金工藝分析

TB3和TB6二種合金都是近β合金，Mo、V、Fe是β穩定元素。近β合金的特點有以下幾點：高的強度、塑性、韌性；低的相變點；小的流變應力；易出現β斑點，特別Fe元素在β-Ti中是有限互溶，故形成β斑點的幾率比較大。在真空自耗電弧熔煉條件下，影響結晶偏析的的主要因素有：中間合金元素的分配系數（Fe元素的分配系數K=0.3）、熔池的深度和形狀、冷卻速度、結晶速度及方向、結晶前沿過渡區尺寸、電磁攪拌電流及時間等。也就是說控制Fe元素的宏觀及微觀偏析主要是制定相應的熔煉工藝參數，控制其凝固過程中等軸組織的區域。真空自耗爐熔煉鑄錠時，等軸組織大部分是在息弧后形成的，由于鑄錠在熔煉期間和電弧中斷后的凝固方式及凝固方向不同，易于造成某些元素的偏析。另外鑄錠等軸晶區體積的大小是由熔池的深度和形狀決定的，熔池深度計算經驗公式為：[7]

（D為鑄錠的直徑（m）；H為熔池的深度（m）；ν為熔化速度（kg/s））

由上式可知，熔化速度和熔池深度呈正比，故降低熔煉速度可以減少熔池深度，這樣可以縮小等軸晶區域，從而防止元素偏析。故采取小電流熔煉，是本次熔煉生產大規格合金TB6及TB3防止成分偏析的關鍵。

2 試驗熔煉參數的選定