钛合金VAR过程中自然对流下的宏观偏析行为模拟

樊凯¹，吴林财²，李俊杰²，王锦程²

1. 湖南金天钛业科技有限公司湖南省高端装备特种钛合金工程技术研究中心2. 西北工业大学凝固技术国家重点实验室

摘 要：采用合金凝固的连续介质模型,模拟了钛合金熔炼过程中温度场、流场、溶质场的演化行为,模拟所得溶质元素分布规律与已有实验观测结果一致。通过对模拟结果中宏观偏析形成过程的详细分析以及不同流动情况下偏析程度的对比,揭示了热浮力和溶质浮力引起的自然对流在宏观偏析形成中的作用机制,发现抑制自然对流,可最大程度的减轻铸锭宏观偏析。此外模拟结果还表明,当熔池内流动情况一定时,合金元素在固/液两相中的平衡分配系数决定了该元素的宏观分布规律和偏析程度。

关键词：宏观偏析;真空自耗熔炼;钛合金;自然对流;