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）被認為是自Ti-Pd合金以來最優良的不含貴金屬的新型耐蝕材料，在某些腐蝕環境中，TA10合金可取代純鈦。

在采用傳統的VAR熔煉方法至少要經過兩次熔煉才能使合金成分均勻、無大偏析，且后續需經開坯、鍛造等工藝，導致成材率較低，成本較高，這大大限制了其應用。而采用電子束冷床爐單次澆注可直接用于熱連軋機使用的板坯，避免了開坯、鍛造等工藝，縮短生產周期、提高成材率、降低生產成本。國內雖有部分學者進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，仍需后續扒皮、鍛造等工藝進行處理，導致生產成本較高。科研人員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、澆注過程中各元素揮發損失機理以及合金成分均勻化控制技術，降低生產成本，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將海綿鈦和合金料按照Mo、Ni元素質量分數分別為0.3%和1.0%進行混合。混合完成后，采用壓料系統對物料進行壓制，壓制的塊料尺寸為Φ100mm×60mm，對壓制好的塊料在150℃下烘干，烘干時間為360～480min，然后再將物料裝入3200kW電子束冷床爐的進料系統中，設置好熔煉工藝參數后開始熔煉。熔煉過程中采用相同的熔煉工藝參數。鑄錠規格為210mm×1050mm×1100mm。采用銑床對鑄錠進行銑面后，用鋸床對板坯距鑄錠底部每間隔200mm進行分切（分切規格為200mm×1040mm×200mm小方坯5塊，作標記）。對所熔煉的鑄錠分別進行橫向（截面方向）和縱向（拉錠方向）化學成分分析，并對其凝殼取樣進行化學成分分析。試驗結果如下：

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

（2）經EBCHM熔煉澆注的熱連軋板坯，中部Ni成分波動較大，Mo成分波動不明顯，橫縱向化學成分波動均在國標范圍內。

（3）澆注速度波動越大，TA10合金成分的波動幅度越大。

（4）TA10合金在冷凝殼中，熔體在經過一次精煉區及澆注區時，Ni揮發較為嚴重。