TiO2 对低氟渣系电渣重熔Incoloy825 合金中Al、Ti 元素影响的热力学研究

巨建涛，王华勇，朱智洪，杨康帅，顾 越

（西安建筑科技大学冶金工程学院,陕西 西安 710055）

0 引言

随着航空航海等领域的快速发展，高性能钢的需求越来越大，电渣重熔技术的应用越来越广泛[1]。Incoloy825 合金是一种通过电渣重熔技术冶炼得到的镍基高温合金，具有成分均匀、金属纯净、组织致密和表面光洁等优点[2]。然而，由于电渣重熔过程中渣−金界面上易氧化元素Al、Ti 等活泼元素被氧化烧损，造成电渣锭轴向上Al、Ti、Si 和Mn 分布不均匀[3−5]。这种分布不均匀的行为对产品的性能有着恶劣的影响，因此对这些元素的烧损和不均匀性产生机理和控制方式进行研究很有必要。

目前，电渣重熔过程中电渣成分对电渣锭中元素变化的影响已有一些研究。Pateisky 等[6]研究了Al、Ti、Si 的变化，并通过控制TiO2含量，使得Ti在锭中轴向上分布更均匀。段生朝等[7]基于离子分子共存理论建立熔渣热力学模型，研究渣中不同氧化物含量对其他组元活度和平衡Ti、Al 的影响，指出SiO2和TiO2导致铸锭中Al、Ti 和Si 沿高度方向分布不均匀。Jiang 等[8]研究表明CaO 对渣中Al2O3和TiO2活度影响很大，高CaO 有利于“高钛低铝”钢的生产。Li 等[9]通过建立热力学模型计算电渣重熔后钢的成分，模型中Al、Ti、Mn 的变化与氧化物偏离平衡的值相吻合，证明了模型的准确性。Hou 等[10−11]建立了动力学模型，结合小型锭工业生产，研究了电渣锭中元素分布的规律。Shi 等[12]研究了低氟渣开发中加入TiO2能够降低渣的黏度和聚合度，验证了低氟渣用于实际生产的可能性。然而低氟渣中TiO2含量对Incoloy825 合金中元素烧损及合金元素在铸锭中不均匀的问题还缺乏系统研究。……