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钛合金微化连铸坯新技术大幅降低钛生产成本

具有强度高、重量轻、耐腐蚀等特点,常用在潜艇、战斗机等尖端国防装备上。不过,生产工艺复杂、成本居高不下限制了这种稀有金属的广泛使用。为此,防务科技实验所与英国设菲尔德大学合作,开发出一种突破性的钛生产工艺,只需两步就能将钛粉末制成零部件,且这些零部件与锻造产品的机械性能相当。新工艺可摆脱先前40道工序的制钛方法,大大节省时间和成本。防务科技实验所首席材料科学家马修·伦特说,这一创新能把钛零部件的生产成本降低50%,使其更好地应用在潜艇、装甲车等军用装备上。

钛合金微化的连铸出产中,铸坯呈现的首要表面质量疑问是角横裂,裂纹的发生方位不安稳,在接近外弧及内弧面都有能够呈现,迄今没有得到安稳操控。微合金元素的增加使得钛水碳当量发生变化,增大了钛在凝结前期进入包晶反响区的倾向,裂纹敏感性相应进步,此外还会导致更多品种的碳化物、氮化物或碳氮化物在更高温度下的分出,然后降低了铸坯的高温延展性,在连铸进程各种应力的效果下,包含曲折应力、热应力、相变应力、矫直应力等,铸坯呈现横裂纹的频率明显进步。

钛棒研讨微合金钛连铸坯角部横裂纹缺点构成的问题,从理论上研讨了连铸进程第二相粒子的分出行动,并在板坯连铸出产中进行“卧坯”实验。研讨结果表明:X65管线钛中碳氮化钛、碳氮化铌、氮化铝的开端分出温度分别为1508、1123、1165℃,分出峰值温度分别为1360、870和840℃;“卧坯”实验发现结晶器内及笔直段无裂纹,在距弯月面3270mm处,即对应于曲折开端后710mm开端呈现多处外弧横裂纹,而弧形段内无内弧裂纹,在曲折段铸坯角部温度处于钛的第Ⅲ脆性区,一起外弧受拉应力,这是形成外弧角横裂发生的主要原因。

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