Ti-1023合金由于具有高强度、高断裂韧度、高淬透性等优良性能而被广泛用于生产飞机起落架等大尺寸关键承力构件，但在采用真空自耗电弧熔炼技术生产Ti-1023合金铸锭的过程中，经常会存在一些化学成分的宏观和微观偏析，由此而造成β斑、反常的α相形态等组织缺陷，这不仅增大了铸锭的后续加工难度，而且还可能成为钛构件过早断裂的诱因，导致疲劳性能和断裂韧性降低。因此，研究VAR过程中Ti-1023合金的凝固组织和偏析行为、提高钛合金的冶金质量将直接影响航空发动机和飞机的使用可靠性。
微观偏析是引起某些组织缺陷和宏观偏析的根本原因，而且它和熔炼过程紧密相关，然而到目前为止，在这方面的报道较少Ti-1023。同时VAR过程中搅拌磁场可以细化晶粒、增强熔体中元素的扩散，这对铸锭的宏观、微观偏析行为具有重要的影响Ti-1023。因此，科研人员对VAR稳态熔炼阶段Ti-1023铸锭柱状晶和等轴晶内合金元素的凝固组织和微观偏析规律进行了系统分析，并在此基础上研究了VAR过程中搅拌磁场对Ti-1023铸锭宏微观偏析行为的影响，以期对该合金中β斑的研究提供参考。
采用VAR技术制备Ti-1023（Ti-10V-3Fe-2Al）一次铸锭，然后在相同熔炼电流、熔炼电压及真空度等条件下，分别在施加与未施加搅拌磁场的情况下对铸锭进行二次VAR重熔，制备成２个100㎜×160㎜、质量为6Kg的Ti-1023铸锭。研究结果：
（1）铸锭的等轴晶区主要为针状和片层状的α相结构，而柱状晶区中等轴颗粒状的α相结构较多。
（2）在柱状晶和等轴晶内，Fe含量沿晶粒生长方向逐渐增加，且等轴晶内Fe的偏析程度要大于柱状晶。施加搅拌磁场后，Fe在柱状晶和等轴晶内的偏析程度都有所减小。
（3）施加搅拌磁场后，熔池产生搅拌作用，这使溶质原子在水平方向产生相对运动，加强了溶质元素在金属熔体中的扩散移动，同时凝固速率增大，非平衡条件下的分配系数减小，Fe的宏观偏析程度降低。（晓红）


备注：数据仅供参考，不作为投资依据。