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钛镍合金连续铸造试验装置的研制
作者:admin    发布日期:2018-09-27 16:45     关注次数:     
钛镍合金是一种性能优异、用途广泛的金属材料,但在工业中的应用量远远低于传统金属材料,最主要的原因在于它高昂的价格。钛镍合金昂贵的生产价格严重影响了它的应用推广,尤其是它在模铸过程中由高损耗和高人工增加的生产成本已经成为制约钛镍合金应用的重要问题。连续铸造技术是能有效解决问题的方法。因此,对钛镍合金连续铸造技术的研究是十分有必要的。
本论文以探索钛镍合金连续铸造可行性为目的,结合凝固,传热,连续铸造以及感应加热的原理,充分考虑到钛镍合金的自身特性自行研制了钛镍合金连续铸造试验装置。经过详细的计算、设计、加工、安装、调试、改进等一系列工作,该装置的技术特性如下:
(1)实现了惰性气体保护气氛下钛镍合金的连续铸造过程。
(2)设备在感应加热系统下,工作温度可达到2000"C以上,并能保证炉壳温度不高于40℃,满足了高温合金熔炼的要求。
(3)通过调节电源输出功率,装置能在氮化硼结晶器内衬中形成一个可监控的温度梯度场,控制凝固固液界面的位置。
(4)设备的牵引系统实现了大范围的调速控制,拉伸速率可从0.5mm/Min到1000rr曲/Min连续调节。
(5)设备有可靠的安全保护系统,能确保连铸试验的顺利进行。通过对工艺参数的研究表明,本装置在金属原料为1509,加热输出功率为13kw,拉伸速率为2cm/Min,保温温度为1500℃或1600℃时,均能完成连铸过程。
通过对连铸坯的合金成分,表面反应层以及结晶器内衬使用寿命的分析可得到以下结论:
(1)本装置得到的连铸坯O,N,B的元素含量均高于原料,其中N,B的含量提高了lOOppm左右,而。的含量提高了1000ppm以上。随着保温温度的提高,0,N,B的含量也在提高,O元素含量提高尤为明显。

(2)本装置得到的连铸坯表面有一层厚度为1—2,wn,与钛镍合金结合良好,无VI上海大学硕士学位论文明显裂纹的纯TiN反应层,随着保温温度的升高,反应层厚度增加。
(3)本装置的氮化硼结晶器内衬可以长时间使用。实验证明了自行研制的钛镍合金连续铸造试验装置和钛镍合金连续铸造工艺的可行性,为钛镍合金连续铸造的工业化生产提供了参考。但因该看到本装置存在着操作复杂,连铸过程不彻底,连铸坯增氧等问题,只适用于实验室研究。要实现钛镍合金连续铸造的工业化生产还必须在耐火材料,连铸工艺上做许多工作。