Электрошлаковая выплавка титановых слитков с импульсным электропитанием

Abstract

Приведены результаты экспериментов по электрошлаковой выплавке титановых слитков с импульсным питанием процесса электрической энергией. Для проведения опытных плавок модернизировали силовой трансформатор ТШП-10-1, что позволило осуществлять электрошлаковый процесс в импульсном режиме, регулировать частотные и амплитудные характеристики импульсов рабочего напряжения в процессе плавки. Экспериментальные исследования проводили при выплавке слитков титана марки Grade 4 диаметром 84 мм. По результатам экспериментов оценивали стабильность электрошлакового процесса, его электрические режимы, формирование поверхности слитков, их макроструктуру и распределение твердости в продольном сечении. Изучены две схемы импульсного питания электрошлакового процесса с различной продолжительностью импульсов и пауз электропитания и уровнем напряжения на ванне во время паузы. В ходе проведенных экспериментов показана возможность электрошлаковой выплавки титановых слитков в импульсном режиме при сохранении стабильности электрошлакового процесса и с хорошим формированием боковой поверхности слитка, плотной макроструктурой без металлургических дефектов. Установлена возможность управления кристаллизацией титановых слитков и измельчения их литой структуры путем импульсного электропитания и соответствующего порционного тепловложения.

Presented are the results of experiments on electroslag melting of titanium ingots at pulsed supply of process with electric power. To carry out the experimental melting, the power transformer TShP-10-1 was subjected to modification, that allowed realizing the electroslag process at a pulsed mode, adjusting the frequency and amplitude characteristics of pulses of operating voltage during melting. Experimental investigations were carried out in melting of 84 mm diameter ingots of titanium of Grade 4. From the experimental results the stability of electroslag process, its electrical conditions, formation of surface of ingots, their macrostucture and distribution of hardness in longitudinal section were evaluated. Two schemes were studied for pulsed supply of electroslag process at different duration of pulses and pauses of electric supply and voltage level at the pool during the pause. During experiments the feasibility of electroslag melting of titanium ingots at pulsed mode, keeping the stability of electroslag process and good formation of lateral surface of ingot, dense macrostructure without metallurgical defects was shown. Possibility of control of solidification of titanium ingots and refining of their cast structure by pulsed electric supply and appropriate potion heat input was established.