Способ электронно-лучевой плавки низколегированного титанового сплава Grade 12

Abstract

В настоящее время одним из основных способов производства титановых сплавов является вакуумно-дуговой переплав (ВДП). Однако процесс изготовления расходуемых электродов требует наличия мощных прессов и оборудования. При ВДП для получения качественных слитков применяют два, а при использовании тугоплавких легирующих компонентов — не менее трех переплавов, что значительно повышает стоимость слитков. В значительной мере недостатков ВДП лишен способ электронно-лучевого переплава, имеющий независимые источники нагрева и с помощью которого можно переплавлять некомпактное сырье. При ЭЛП имеются и проблемы, связанные с получением легированных титановых сплавов — для минимизации потерь легирующих компонентов сплава ограничивают время пребывания металла в расплавленном состоянии, однако появляются сложности с растворением тугоплавких элементов в титане. Предложено использовать готовые лигатуры заданного химического состава и с температурой плавления ниже температуры плавления выплавляемого сплава, что позволяет предотвратить чрезмерное испарение легирующих компонентов сплава и обеспечить полное растворение тугоплавких компонентов сплава. Проведены экспериментальные плавки с использованием в качестве лигатуры сплава Hastelloy B-2, получены слитки диаметром 75 мм и длиной 520...680 мм. Показано, что плавка сплава Grade 12 с использованием готовой лигатуры увеличивает скорость плавки до 40 % и позволяет получать качественный слиток за один переплав.

At present, one of the main methods of production of titanium alloys is the vacuum-arc remelting. However, the process of manufacture of consumable electrodes requires the presence of powerful presses and equipment. To produce the quality ingots in VAR, two or, when using refractory alloying elements, not less than three remeltings are used, that significantly increases the cost of ingots. The method of electron beam remelting, having independent heat sources and can be used in remelting of non-compact raw materials, has no drawbacks of VAR. The problems are existing also in EBR, connected with producing of alloyed titanium alloys, as to minimize the losses of alloying components of alloy the time of metal duration in molten state is limited, however, the difficulties are appeared in dissolution of refractory elements in titanium. It was offered to apply the ready master alloys of preset chemical composition and temperature of melting below the temperature of melting of alloy being melted, thus allowing prevention of excessive evaporation of alloying components of the alloy and providing the complete dissolution of alloy components. Experimental meltings were performed by using alloy Hastelloy B-2 as a master alloy. The ingots of 75 mm diameter and 520-680 mm length were produced. It was shown that melting of alloy Grade 12 with use of ready master alloy increases the melting speed up to 40% and allows producing the quality ingot per one remelting.