电子束冷床熔炼tc4钛合金连铸凝固过程数值模拟

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1、第2O卷专辑1中国有色金属学报2010年lO月Vo1．20Specia11TheChincseJournalofNonferrousMetalsoct2O10文章编号：1004．0609(2010)S1-s0381-06电子束冷床熔炼TC4钛合金连铸凝固过程数值模拟雷文光，于兰兰，毛小南，罗雷，张英明，侯智敏(西北有色金属研究院钛合金研究所，西安710016)摘要：利用PROCAST有限元软件对电子束冷床熔炼TC4钛合金连铸凝固过程进行数值模拟，研究不同工况条件下的温度场分布规律、熔池形状以及组织分布特征。结果表明

2、：在相同的浇注温度条件下，随着铸造速度的增加，熔池加深，糊状区域变浅，初生枝晶半径和二次枝晶臂间距逐渐增加，凝固组织变得粗大。而在铸造速度相同的条件下，随着浇注温度的提高，过热度增大，熔池加深，糊状区域变浅，合金的晶粒尺寸增大。在本实验条件下，选择铸造速度10ram／rain以及浇注温度1760℃作为最佳工艺参数，这有利于在保证较高生产效率的同时，获得组织细小、冶金质量优良的钛合金铸锭。关键词：钛合金；电子束冷床熔炼；连铸；浇注温度；铸造速度；PROCAST中图分类号：TG294文献标志码：ANumericalsi

3、mulationofcontinuouscastingsolidificationprocessofTC4titaniumalloyduringEBCHMLEIWen—guang，YULan—lan，MAOXiao—nan，LUOLei，ZHANGYing—ming，HOUZhi—ming(TitaniumAlloyResearchCenter,NorthwestInstituteforNonferrousMetalResearch，Xi’an710016，China)Abstract：Thecontinuousc

4、astingsolidificationprocessofTC4alloyduringelectrobeamcoldhearthmelting(EBCHM)wassimulatedbyusingPROCASTfiniteelementsoftware．Thetemperaturefielddistribution，themoltenpoolshapeandthedistributioncharacteristicsofthemicrostructureunderdiferentconditionswerestudi

5、ed．Theresultsshowthatthedeepeningofmoltenpool，shallowingofpastyregion，aswellastheincreasingofprimarydendriteradiusandsecondarydendriteamlspacingunderthesamepouringtemperaturewerecausedbyincreasingcastingspeed．Whileunderthesamecastingspeed，thedeepeningofmoltenp

6、ool，shallowingofpastyregion，andtheincreasingofgrainsizewerecausedbyincreasingpouringtemperature．Inthisexperimentalcondition，thecastingspeedof10mm／minandthepouringtemperatureof1760℃werechosenasthebesttechniqueparameters，whichareofbenefittoensuringhighproductive

7、eficiencyandobtainingtitaniumalloyingotwithgoodmetallurgicalqualityandfinemicrostructureatthesametime．Keywords：titaniumalloy；electrobeamcoldhearthmelting(EBCHM)；continuouscasting；poutingtemperature；castingspeed；PROCAST钛合金由于具有密度低、比强度高、耐蚀性能好、电子束冷床熔炼(EBCHM)是在20世纪

8、60年代开高温性能优良等一系列优点，被广泛应用于航空、航发、并在80年代迅速发展起来的一种生产洁净钛及钛天、船舰、石油、化工等重要领域[1】。然而随着钛合合金的新型熔炼技术。该技术通过将原料熔化、精炼、金用量的日益增多，对钛合金铸锭的质量要求越来越铸锭凝固分离，可以有效去除钛合金中的低密度夹杂高，采用传统的真空白耗电弧熔炼(VAR)方法并不能(LDI)和高密