電子束冷床爐單次熔煉TA10鈦合金熱連軋板坯

TA10合金（Ti-0.3Mo-0.8Ni）被認(rèn)為是自Ti-Pd合金以來最優(yōu)良的不含貴金屬的新型耐蝕材料，在某些腐蝕環(huán)境中，TA10合金可取代純鈦。

在采用傳統(tǒng)的VAR熔煉方法至少要經(jīng)過兩次熔煉才能使合金成分均勻、無大偏析，且后續(xù)需經(jīng)開坯、鍛造等工藝，導(dǎo)致成材率較低，成本較高，這大大限制了其應(yīng)用。而采用電子束冷床爐單次澆注可直接用于熱連軋機(jī)使用的板坯，避免了開坯、鍛造等工藝，縮短生產(chǎn)周期、提高成材率、降低生產(chǎn)成本。國內(nèi)雖有部分學(xué)者進(jìn)行電子束冷床爐熔煉TA10合金的研究，但其熔煉出來的鑄錠仍為圓鑄錠，仍需后續(xù)扒皮、鍛造等工藝進(jìn)行處理，導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高?？蒲腥藛T研究了電子束冷床爐單次熔煉TA10合金板坯，揭示TA10合金電子束冷床熔煉、澆注過程中各元素?fù)]發(fā)損失機(jī)理以及合金成分均勻化控制技術(shù)，降低生產(chǎn)成本，為電子束冷床爐熔煉其他可直接用于熱連軋的合金板坯提供參考。

采用錘式破碎機(jī)將Ti-15Mo合金及鎳屑破碎成粒度＜13mm的顆粒，然后采用美國Retech公司的雙錐形混料機(jī)將海綿鈦和合金料按照Mo、Ni元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.3%和1.0%進(jìn)行混合?；旌贤瓿珊?，采用壓料系統(tǒng)對(duì)物料進(jìn)行壓制，壓制的塊料尺寸為Φ100mm×60mm，對(duì)壓制好的塊料在150℃下烘干，烘干時(shí)間為360～480min，然后再將物料裝入3200kW電子束冷床爐的進(jìn)料系統(tǒng)中，設(shè)置好熔煉工藝參數(shù)后開始熔煉。熔煉過程中采用相同的熔煉工藝參數(shù)。鑄錠規(guī)格為210mm×1050mm×1100mm。采用銑床對(duì)鑄錠進(jìn)行銑面后，用鋸床對(duì)板坯距鑄錠底部每間隔200mm進(jìn)行分切（分切規(guī)格為200mm×1040mm×200mm小方坯5塊，作標(biāo)記）。對(duì)所熔煉的鑄錠分別進(jìn)行橫向（截面方向）和縱向（拉錠方向）化學(xué)成分分析，并對(duì)其凝殼取樣進(jìn)行化學(xué)成分分析。試驗(yàn)結(jié)果如下：

（1）經(jīng)單次電子束冷床爐可生產(chǎn)成分合格并直接用于熱連軋機(jī)上使用的TA10合金板坯，成本較低。

（2）經(jīng)EBCHM熔煉澆注的熱連軋板坯，中部Ni成分波動(dòng)較大，Mo成分波動(dòng)不明顯，橫縱向化學(xué)成分波動(dòng)均在國標(biāo)范圍內(nèi)。

（3）澆注速度波動(dòng)越大，TA10合金成分的波動(dòng)幅度越大。

（4）TA10合金在冷凝殼中，熔體在經(jīng)過一次精煉區(qū)及澆注區(qū)時(shí)，Ni揮發(fā)較為嚴(yán)重。