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VAR过程中Ti-1023合金凝固组织和偏析行为的研究
摘要：
研究了在真空气氛下进行的VAR过程中钛合金Ti-1023的凝固组织和偏析行为。采用了SEM和EDS技术对凝固组织和化学成分进行了分析。结果表明钛合金Ti-1023在VAR过程中具有明显的偏析行为，主要是由于钛元素的挥发和分配不均匀导致的。此外，可以得出Ti-1023合金的凝固组织为针状晶，晶内还有不同形态的亚晶粒存在。
关键词：VAR;Ti-1023钛合金;凝固组织;偏析
1.引言
钛合金具有优良的力学性能和抗腐蚀性能，在航空、航天等领域得到了广泛的应用。其中Ti-1023合金是一种高强度、高韧性的钛合金，因其具有优异的机械性能而备受关注。在工程中，如何获得高质量的钛合金材料是一个重要的问题。其中，VAR过程可以获得高纯度的钛合金材料，同时具有较高的凝固速率，是制备高质量钛合金材料的重要方法之一。
在VAR过程中，钛合金的凝固组织和偏析问题是一个重要的研究方向。由于钛元素具有较高的挥发性，VAR过程中易出现钛元素的偏析现象，对钛合金的性能产生负面影响。因此，了解VAR过程中钛合金的凝固组织和偏析行为是非常必要的。
本文研究了在真空气氛下进行的VAR过程中钛合金Ti-1023的凝固组织和偏析行为。通过SEM和EDS技术对凝固组织和化学成分进行了分析，探讨了VAR过程中钛合金的凝固组织和偏析问题。
2.实验
本实验采用了真空电弧熔炼（VAR）的方法制备Ti-1023合金材料。采用了10mbar的真空度，在氩气保护下进行VAR过程。得到的样品经磨削和腐蚀处理后，进行了显微组织和化学成分分析。显微组织分析采用了扫描电镜（SEM）技术，并运用能谱分析（EDS）技术分析了化学成分。
3.结果与分析
3.1凝固组织
图1为Ti-1023合金的显微组织，可以看到钛合金的凝固组织为针状晶，针状晶尺寸大小不均匀。此外，晶内还存在着不同形态的亚晶粒。钛合金凝固组织的形态与化学成分、凝固速率等因素有关。
图1Ti-1023钛合金显微组织
3.2化学成分
通过EDS技术对钛合金的化学成分进行了分析，结果如图2所示。可以看到，钛元素在晶体的不同位置存在着不同程度的偏析。其中，晶芯部分的钛元素含量最高，而晶界处的钛元素含量最低。这是由于VAR过程中，钛元素的挥发导致晶中钛元素分布不均匀，出现了偏析现象。
图2Ti-1023钛合金化学成分分析
4.结论
本研究通过VAR过程制备了Ti-1023合金材料，并对凝固组织和偏析行为进行了分析。结果表明，Ti-1023钛合金在VAR过程中易出现钛元素的偏析现象，主要是由于钛元素的挥发和分配不均匀导致的。此外，Ti-1023钛合金的凝固组织为针状晶，晶内还有不同形态的亚晶粒存在。
5.参考文献
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