12t级Ti80合金铸锭的成分均匀性及其偏析规律

利用MeltFlow模拟获得优化的熔炼工艺,制备出国内第1个12t级Ti80合金铸锭,并完成2炉稳定性验证.成分检测结果表明,铸锭头、中、尾3点成分极差小于1000 μg/g,冒口17点成分极差小于3000 μg/g,成分均匀性与现行5t级铸锭基本相当.分析冒口径向成分分布规律发现,Al、Nb和Mo元素呈现边部高、心部低,从边部到心部逐渐降低的趋势,而Zr元素的分布规律则与之相反.利用EDS对不同部位晶内和晶界的微区成分分析发现,Nb、Mo元素呈现晶内高、晶界低,而Al、Zr元素呈现晶内低、晶界高的分布规律.其中,Nb、Mo、Zr元素的宏、微观偏析规律基本一致,即随着凝固的进行,固相中Mo、Nb含量逐渐降低,Zr含量逐渐升高.然而,Al元素的宏、微观偏析规律正好相反,分析认为主要是由于Al元素的饱和蒸气压较高,与其他合金元素相比更容易挥发,在长时间、高真空熔炼和溶质再分配的共同作用下,铸锭中的宏、微观偏析规律出现不一致的现象.