真空自耗熔炼TC2铸锭中Mn元素的挥发与控制
真空自耗熔炼TC2铸锭中Mn元素的挥发与控制 摘要:针对在tc2铸锭真空自耗熔炼过程中mn元素不易控制的技术难点，本文通过向炉内选择不同范围的充氩压力进行充氩来控制mn元素的挥发，经过对比
分析
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得出，当充氩压强为6×103pa时，mn元素挥发量最小，锰成分得到了有效控制。
关键词:真空自耗熔炼 充氩 mn元素
0 引言
tc2钛合金是一种α+β型钛合金，具有较高的强度、良好的成型性和焊接性能，综合力学性能较好，在航空工业、宇航行业、化工工业、造船业等方面日益得到广泛的应用[1]。其名义化学成分为:ti-4al-1.5mn[2]。而在tc2铸锭真空自耗熔炼过程中，锰属于易挥发组元，在真空熔炼条件下大量挥发，除相当部分被真空机组抽出外，大部分在铸锭周边和顶部富集，铸锭表层的含锰量可高达中心部位的15倍[3]，这会造成铸锭化学成分不均匀，降低主成分含量，产生严重锰偏析，影响产品的力学性能和质量，因此如何控制mn元素挥发现象就显得尤为重要。
本文通过充氩熔炼确定合适的压力来控制mn元素的挥发，对大规模工业生产起指导工作。
1 实验
方法
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前期通过对3吨真空自耗电弧炉熔炼的11支tc2铸锭进行分析，前5支铸锭成品熔炼真空压强控制在6×102pa以上时，锰元素加
入量与实际测量的数值较为接近，后6支铸锭成品熔炼真空压强控制在1×103pa以下时，锰元素加入量比实际测量值相差较大，由此确定在真空熔炼温度下，锰的平衡蒸汽压在6×102pa至1×103pa之间。
在真空自耗熔炼过程中，当充入氩气的压力高于锰的平衡蒸汽压时，就能控制mn元素的挥发[4]。故本实验选择2×103pa、4×103pa、6×103pa、8×103pa四种充氩压强进行实验，具体方法如下:
分别选用4支规格重量相同的tc2铸锭，在熔前真空度?8×100pa，漏率?0.7pa/min的条件下起弧熔炼，待熔池完全健全后，向炉内充氩2×103pa、4×103pa、6×103pa、8×103pa进行熔炼，且在每一炉次充氩熔炼过程中充氩时间相同，熔炼完成后取样分析mn元素的含量。
2 实验结果及讨论
对四个铸锭取样进行化学分析，实验结果如表1所示。表1为不同充氩压强下铸锭的上部、中部、下部mn元素的含量，从表1知，当炉内充氩压强为2×103pa和4×103时，mn元素的挥发较为严重，特别是前者最大挥发量为?0.37%，而6×103pa、8×103pa相对来说mn元素的挥发量小，尤其是6×103pa挥发量最小，与配料成分较为接近，这说明损失较小。虽然充氩压强高于mn元素平衡蒸汽压能控制mn元素的挥发，但只有高至6倍以上才能更加有效控制其挥发量和均匀性，同时压强值再继续增加控制效果并没有改善。
3 结论
在本公司3吨var炉充氩熔炼时，充氩压强为6×103pa 时是可行的，能有效控制mn元素的挥发，且保证了铸锭质量和化学成分及其均匀性的要求。
参考文献:
[1]朱宝辉，胡晓晨，吴孟海，王培军，刘彦昌.tc2钛合金精锻棒的拉伸性能及断口形貌[j].中国有色金属学报，2010，20(1):144.
[2]羊玉兰，佟文学，李长江，李玉霞，王东，刘世萍. tc2钛合金管材
工艺
钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程
研究[j].钛工业进展，2003，20(4,5):66.
[3]《稀有金属材料加工手册》编写组.稀有金属材料加工手册[m].北京:冶金出版社，1984:404.
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