黄海药检精炼钛铝基多元合金研究​

上海黄海药检仪器有限公司团队以攀枝花酸溶性钛渣为原料,通过铝热还原法+真空精炼制备钛铝基多元合金,采用化学分析法、X射线能谱仪（EDS）、光学及扫描电子显微镜、X射线衍射仪（XRD）、万能材料试验机等对钛铝基多元合金的化学成分、显微组织、物相结构及力学性能进行了表征及测试,通过元素饱和蒸气压方程计算了钛铝基多元合金各组元饱和蒸气压,利用Pandat相图计算软件计算并绘制了钛铝基多元合金相图,研究了精炼加热功率、精炼气氛、精炼次数及精炼时间对合金化学成分、显微组织及力学性能的影响,取得了以下主要研究成果:

（1）采用Pandat相图计算软件计算并绘制了Ti-34Al-9Fe-4Si-xMn（x<2）合金、Ti-34Al-9Fe-ySi-1Mn（y<6）合金、Ti-34Al-zFe-4Si-1Mn（z<12）合金的富钛区域垂直截面相图。结果表明,合金中Mn元素的加入主要形成Al8Mn5相,随Mn元素含量的增加,相图中各相区整体向左移动;合金中Si元素的加入主要形成Ti5Si3相,随Si元素含量的增加,合金液相线逐渐升高,且相图中左边相区逐渐缩小,右边相区逐渐增大;合金中加入Fe元素后,在高温下主要形成Al8FeTi3相、Ti23Fe6相和TiFe2相,而在室温平衡态下主要形成HL21相（含Fe元素的固溶体相）,随Fe元素含量的增加,合金液相线略微升高,且相图中左边相区逐渐缩小,右边相区逐渐增大。

（2）通过蒸气压方程计算了钛铝基多元合金中各组元饱和蒸气压。计算结果表明,合金中各组元饱和蒸气压大小依次为:PMn>PAl>PFe>PSi>PTi。

（3）铝热还原法制备的钛铝基多元粗合金内部夹渣及杂质含量较多,氧含量为1.4%,显微组织疏松,维氏硬度为518.77MPa。而采用真空感应磁悬浮熔炼炉对其进行精炼后,能有效去除粗合金中的夹渣,降低杂质含量,降低氧含量,使合金纯洁度提高,显微组织更加致密。