电子束冷床炉单次熔炼TA10合金热连轧板坯

TA10合金（Ti-0.3Mo-0.8Ni）被认为是自Ti-Pd合金以来最优良的不含贵金属的新型耐蚀材料，在某些腐蚀环境中，TA10合金可取代纯钛。

在采用传统的VAR熔炼方法至少要经过两次熔炼才能使合金成分均匀、无大偏析，且后续需经开坯、锻造等工艺，导致成材率较低，成本较高，这大大限制了其应用。而采用电子束冷床炉单次浇注可直接用于热连轧机使用的板坯，避免了开坯、锻造等工艺，缩短生产周期、提高成材率、降低生产成本。国内虽有部分学者进行电子束冷床炉熔炼TA10合金的研究，但其熔炼出来的铸锭仍为圆铸锭，仍需后续扒皮、锻造等工艺进行处理，导致生产成本较高。科研人员研究了电子束冷床炉单次熔炼TA10合金板坯，揭示TA10合金电子束冷床熔炼、浇注过程中各元素挥发损失机理以及合金成分均匀化控制技术，降低生产成本，为电子束冷床炉熔炼其他可直接用于热连轧的合金板坯提供参考。

采用锤式破碎机将Ti-15Mo合金及镍屑破碎成粒度＜13mm的颗粒，然后采用美国Retech公司的双锥形混料机将海绵钛和合金料按照Mo、Ni元素质量分数分别为0.3%和1.0%进行混合。混合完成后，采用压料系统对物料进行压制，压制的块料尺寸为Φ100mm×60mm，对压制好的块料在150℃下烘干，烘干时间为360～480min，然后再将物料装入3200kW电子束冷床炉的进料系统中，设置好熔炼工艺参数后开始熔炼。熔炼过程中采用相同的熔炼工艺参数。铸锭规格为210mm×1050mm×1100mm。采用铣床对铸锭进行铣面后，用锯床对板坯距铸锭底部每间隔200mm进行分切（分切规格为200mm×1040mm×200mm小方坯5块，作标记）。对所熔炼的铸锭分别进行横向（截面方向）和纵向（拉锭方向）化学成分分析，并对其凝壳取样进行化学成分分析。试验结果如下：

（1）经单次电子束冷床炉可生产成分合格并直接用于热连轧机上使用的TA10合金板坯，成本较低。

（2）经EBCHM熔炼浇注的热连轧板坯，中部Ni成分波动较大，Mo成分波动不明显，横纵向化学成分波动均在国标范围内。

（3）浇注速度波动越大，TA10合金成分的波动幅度越大。

（4）TA10合金在冷凝壳中，熔体在经过一次精炼区及浇注区时，Ni挥发较为严重。