鈦鎳合金連續(xù)鑄造試驗(yàn)裝置的研制.pdf

1、鈦鎳合金是一種性能優(yōu)異、用途廣泛的金屬材料，但在工業(yè)中的應(yīng)用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)金屬材料，最主要的原因在于它高昂的價(jià)格。鈦鎳合金昂貴的生產(chǎn)價(jià)格嚴(yán)重影響了它的應(yīng)用推廣，尤其是它在模鑄過程中由高損耗和高人工增加的生產(chǎn)成本已經(jīng)成為制約鈦鎳合金應(yīng)用的重要問題。連續(xù)鑄造技術(shù)是能有效解決問題的方法。因此，對(duì)鈦鎳合金連續(xù)鑄造技術(shù)的研究是十分有必要的。 本論文以探索鈦鎳合金連續(xù)鑄造可行性為目的，結(jié)合凝固，傳熱，連續(xù)鑄造以及感應(yīng)加熱的原理，充分考慮到鈦

2、鎳合金的自身特性自行研制了鈦鎳合金連續(xù)鑄造試驗(yàn)裝置。經(jīng)過詳細(xì)的計(jì)算、設(shè)計(jì)、加工、安裝、調(diào)試、改進(jìn)等一系列工作，該裝置的技術(shù)特性如下： (1)實(shí)現(xiàn)了惰性氣體保護(hù)氣氛下鈦鎳合金的連續(xù)鑄造過程。 (2)設(shè)備在感應(yīng)加熱系統(tǒng)下，工作溫度可達(dá)到2000℃以上，并能保證爐殼溫度不高于40℃，滿足了高溫合金熔煉的要求。 (3)通過調(diào)節(jié)電源輸出功率，裝置能在氮化硼結(jié)晶器內(nèi)襯中形成一個(gè)可監(jiān)控的溫度梯度場(chǎng)，控制凝固固液界面的位置。

3、 (4)設(shè)備的牽引系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了大范圍的調(diào)速控制，拉伸速率可從0.5mm/Min到1000mm/Min連續(xù)調(diào)節(jié)。 (5)設(shè)備有可靠的安全保護(hù)系統(tǒng)，能確保連鑄試驗(yàn)的順利進(jìn)行。 通過對(duì)工藝參數(shù)的研究表明，本裝置在金屬原料為150g，加熱輸出功率為1.3kw，拉伸速率為2cm/Min，保溫溫度為1500℃或1600℃時(shí)，均能完成連鑄過程。 通過對(duì)連鑄坯的合金成分，表面反應(yīng)層以及結(jié)晶器內(nèi)襯使用壽命的分析可得到以下結(jié)論：

4、 (1)本裝置得到的連鑄坯O，N，B的元素含量均高于原料，其中N，B的含量提高了100ppm左右，而O的含量提高了1000ppm以上。隨著保溫溫度的提高，O，N，B的含量也在提高，O元素含量提高尤為明顯。 (2)本裝置得到的連鑄坯表面有一層厚度為1～2μm，與鈦鎳合金結(jié)合良好，無明顯裂紋的純TiN反應(yīng)層，隨著保溫溫度的升高，反應(yīng)層厚度增加。 (3)本裝置的氮化硼結(jié)晶器內(nèi)襯可以長(zhǎng)時(shí)間使用。 實(shí)驗(yàn)證明了自行研制