刘千里，李向明，蒋业华，周 荣



工艺条件对大规格TC4扁锭连铸过程固液界面的影响

刘千里，李向明，蒋业华，周 荣

(昆明理工大学材料科学与工程学院，昆明 650093)

利用有限元方法对电子束冷床熔炼大规格TC4扁锭连续凝固过程温度场进行计算分析，研究不同铸造工艺条件下熔池形貌特征以及固液界面曲率的变化，并且定量地给出固相线和液相线位置以及糊状区深度的变化规律。结果表明：随着浇注温度的升高，TC4扁锭的液相线和固相线深度加深、宽度变宽，而固相线与液相线之间的糊状区变窄；随着拉锭速度的加快，熔池加深变宽，糊状区逐渐变宽，温度梯度变小，固相率逐渐减少；但拉锭速度对固液界面形貌的影响相对于浇注温度的影响更为显著，在本计算模拟条件下，拉锭速度应控制在3.5×10−4 m/s以下。

大规格TC4扁锭；连续凝固；浇注温度；拉锭速度

钛合金具有密度小、比强度高以及耐蚀能力好等一系列优异的综合性能，在航空航天以及舰船等工业部门获得了广泛的应用[1−3]。随着现代航空航天技术的进步，为了满足高性能航空发动机的需求，对航空航天工程所用钛材的质量要求越来越高，因此，生产出纯净优质的钛合金铸锭显得尤为重要[4]。采用传统的真空自耗电弧熔炼(VAR)方法并不能彻底消除夹杂和偏析等冶金缺陷，而且对废料的利用率极低，大大增加了TC4合金的应用成本[5−6]。

电子束冷床熔炼(EBCHM)始于1963年，因为可以很好地解决钛合金中的高低密度夹杂等问题，所以在20世纪80年代末已被国际上广泛应用，作为一种生产洁净钛及钛合金的新型熔炼技术[7−8]。……