Рассмотрены перспективы применения металлического кальция, РЗМ и их соединений при выплавке стальных и титановых слитков ЭШП и ДШП. Показано, что один из ключевых вопросов, от решения которого зависит эффективность благотворного влияния кальция и РЗМ на показатели качества стали и титана, - это выбор способа их ввода при ЭШП. Наиболее перспективным является использование при ЭШП нового технологического процесса, основанного на применении токоведущего кристаллизатора в сочетании с активными шлаками, содержащими металлический кальций. Реализация этого технологического процесса ЭШП может быть осуществлена только в камерной печи с контролируемой атмосферой.

Описан метод возбуждения вибрации расплава титана электронным лучом. Показано, что вибрация вызывает выравнивание боковой поверхности слитка и повышает однородность распределения слаболетучих примесей.

Методами математического моделирования исследован процесс вывода усадочной раковины (рыхлости) в цилиндрических слитках титанового сплава Ti - 6Al - 4V. Рассмотрен трехстадийный способ электронно-лучевого переплава с промежуточной емкостью. Рекомендованы технологические параметры, обеспечивающие выплавку слитков без дефектов в головной части.

На Верхнесалдинском металлургическом заводе в промышленных условиях проведен эксперимент по вакуумно-дуговому переплаву электрода диаметром 515 мм в слиток диаметром 670 мм титанового сплава. Исследованы распределение падения напряжения на дуге и частоты капельных замыканий в зависимости от силы тока дуги, межэлектродного промежутка и давления. Разработаны статистические модели, позволяющие установить закономерность таких зависимостей. Модели показали явную корреляцию распределения падения напряжения на дуге и частоты капельных замыканий с изменением межэлектродного промежутка. Предложена модель, на основе которой можно контролировать и управлять процессом плавления.

Показана возможность пирометрического определения температуры расплава через смотровое окно с изменяющейся оптической плотностью. Коррекция измеряемой температуры производится в процессе плавки по температуре ликвидус плавящегося металла.

Дан краткий обзор основных способов получения высокореакционных металлов, таких как хром, титан и сплавов на их основе. Показана целесообразность использования электрошлакового переплава в камерных печах под "активными" металлсодержащими флюсами для производства высококачественных слитков титана и хрома.

  Скачати повний текст

Разработана технология электронно-лучевой выплавки сложнолегированных сплавов на основе титана в зависимости от вида шихтовых материалов. Данные химического и металлографического анализов свидетельствуют об однородности полученных слитков по всему объему при незначительном количестве литейных дефектов.

Приведены результаты рафинирования титана от кислорода и азота, а также легирования титана кислородом в процессе камерного электрошлакового переплава (КЭШП). Экспериментально установлено, что введение в шлаки КЭШП металлического кальция обеспечивает рафинирование титана от азота и кислорода на 10 - 15 и 20 - 25 % соответственно. Рассмотрена возможность использования газообразного кислорода как легирующего компонента. Показано, что переплав в аргонокислородной атмосфере позволяет равномерно вводить кислород в титан. Результаты химического анализа, исследования структуры и замеров твердости показали, что КЭШП обеспечивает хорошую химическую и структурную однородность титановых слитков и позволяет повышать содержание кислорода в 2 - 7 раз по сравнению с исходным (до уровня 0,27 % O).

Представлен метод определения химического состава сплавов системы Ti - Al. Цель работы - создать графическое представление процесса испарения алюминия, которое послужит инструкцией для плавильщика. Графики построены на базе вычислений, представленных в предыдущих работах.

Одним из основных способов производства титановых сплавов является вакуумно-дуговой переплав (ВДП). Однако процесс изготовления расходуемых электродов требует наличия мощных прессов и оборудования. При ВДП для получения качественных слитков применяют два, а при использовании тугоплавких легирующих компонентов - не менее трех переплавов, что значительно повышает стоимость слитков. В значительной мере недостатков ВДП лишен способ электронно-лучевого переплава (ЭЛП), имеющий независимые источники нагрева и с помощью которого можно переплавлять некомпактное сырье. При ЭЛП имеются и проблемы, связанные с получением легированных титановых сплавов - для минимизации потерь легирующих компонентов сплава ограничивают время пребывания металла в расплавленном состоянии, однако появляются сложности с растворением тугоплавких элементов в титане. Предложено использовать готовые лигатуры заданного химического состава и с температурой плавления ниже температуры плавления выплавляемого сплава, что позволяет предотвратить чрезмерное испарение легирующих компонентов сплава и обеспечить полное растворение тугоплавких компонентов сплава. Проведены экспериментальные плавки с использованием в качестве лигатуры сплава Hastelloy B-2, получены слитки диаметром 75 мм и длиной 520 - 680 мм. Показано, что плавка сплава Grade 12 с использованием готовой лигатуры увеличивает скорость плавки до 40 % и позволяет получать качественный слиток и один переплав.

Індекс рубрикатора НБУВ: К345.164.1

Рубрики:

Електротермічний спосіб отримання титану

Шифр НБУВ: РА406358 Пошук видання у каталогах НБУВ 

С помощью методов математического моделирования оценено влияние технологических параметров электронно-лучевой плавки (ЭЛП) на содержание легирующих элементов в слитке титанового сплава ВТ19, а также адекватность построенной математической модели для многокомпонентных титановых сплавов. На основании расчетов определены оптимальные технологические режимы ведения ЭЛП и проведена серия экспериментальных плавок слитков сплава ВТ19 диаметром 110 мм. По результатам работы выявлены особенности ЭЛП высокопрочного титанового сплава ВТ19, которые необходимо учитывать при подготовке и выплавке данного сплава. Анализ результатов экспериментальных данных показал, что математическая модель описывает процесс испарения легирующих элементов из титанового сплава ВТ19 при ЭЛП с достаточно высокой степенью точности и может быть использована для получения слитков с заданным химическим составом.

Індекс рубрикатора НБУВ: К235.160.43 + К345.164.1 + К651.71,351

Рубрики:

Структурні та фазові перетворення в титані та його сплавах. Теорія термічної обробки

Електротермічний спосіб отримання титану

Термомеханічна обробка металів

Шифр НБУВ: Ж24340 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Изучено влияние технологических параметров электронно-лучевой плавки (ЭЛП) на содержание легирующих элементов, в частности олова, в слитках титановых сплавов ВТ5-1, ВТ25У и Ti-6242S. Для предотвращения потерь легколетучих и легкоплавких легирующих элементов разработана новая схема подготовки шихтовых материалов и определены оптимальные технологические режимы ведения электронно-лучевой плавки слитков сплавов ВТ5-1, ВТ25У и Ti-6242S. Проведена серия экспериментальных плавок слитков сплава ВТ25У и Ti-6242S диаметром 110 мм. По результатам проведенных экспериментальных плавок определены особенности ЭЛП деформируемого титанового сплава ВТ5-1, которые необходимо учитывать при подготовке и ведении плавки данного сплава. Выплавлена промышленная серия слитков сплава ВТ5-1 диаметром 400 мм и длиной до 2000 мм. Показано, что разработанная новая схема шихтовки может быть использована для получения слитков сплава ВТ5-1 с заданным химическим составом способом ЭЛП.

Проведены комплексные исследовательские работы по выплавке партии слитков сложнолегированных сплавов титана ВТ20, ВТ22, Т110 диаметром 150, 400 мм и слитков прямоугольного сечения 530 x 165 мм сплава ВТ23 длиной до 2000 мм соответственно. Поверхность полученных слитков подвергали электронно-лучевой обработке в установке УЭ-185. Показано, что химический состав металла оплавленного слоя сложнолегированных титановых сплавов соответствует марочному составу, слитки имеют высокое качество поверхности при глубине проплавления до 12 мм, достаточной для эффективного удаления поверхностных дефектов. Представлены технико-экономические показатели обработки поверхности слитков сложнолегированных титановых сплавов. Показано, что технико-экономическая эффективность электронно-лучевого оплавления подтверждается при сравнении статьи удельного расхода электроэнергии на оплавление со статьями совместного учета удельного расхода электроэнергии и потерь металла при механической обработке.

Рассмотрены конструкции тиглей для электронно-лучевой гарнисажной плавки (ЭЛГП). Представлены принципиальные схемы тиглей большой емкости, в том числе полученные в результате мультифизического моделирования электронно-лучевой плавки титана и расчетного анализа выбора конструкции тиглей. Исследовано влияние направления движения расплава при электромагнитном перемешивании на эффективность ЭЛГП.

С учетом уточненных значений параметров теплообмена при электронно-лучевой плавке титана путем мультифизического численного моделирования выполнено расчетное обоснование выбора конструкций гарнисажных тиглей с системами электромагнитного перемешивания, обеспечивающих получение до 150 кг расплава титана, в том числе с донным его сливом.

Проведено комплексні дослідницькі роботи по отриманню великогабаритних зливків (ВГЗ) титанового сплаву Grade 2 діаметром 1100 мм і довжиною до 3 м способом електронно-променевої плавки (ЕПП) із проміжною ємністю на виробничих потужностях ДП "НВЦ "Титан" ІЕЗ ім. Є. О. Патона НАН України" в багатофункціональній електронно-променевій установці УЕ5810. Показано, що під час виробництва великогабаритних зливків титану способом ЕЕП із проміжною ємністю втрати енергії на випромінювання та випаровування необхідно компенсувати за рахунок продуктивності процесу плавки з урахуванням загальних втрат металу на випаровування. В результаті досліджень визначено, що вміст в металі отриманого зливку домішкових елементів відповідає вимогам стандарту, причому концентрація водню не перевищує 0,002 %, що в 7 разів менше максимально допустимого стандартом значення, а підвищеного вмісту кисню та азоту як в донній, так і в головній частинах зливка не виявлено. Показано, що в металі ВГЗ титану, отриманого способом ЕПП із проміжною ємністю, відсутні внутрішні дефекти у вигляді неметалевих включень, пор і нещільностей і не спостерігається істотна різниця в макроструктурі центральної та периферійної зон зливка, яка характерна для зливків вакуумно-дугового переплаву.

Індекс рубрикатора НБУВ: К345.164.1

Рубрики:

Електротермічний спосіб отримання титану

Шифр НБУВ: Ж24340 Пошук видання у каталогах НБУВ