文 献 综 述

1、概述

钛及钛合金具有比强度高、低弹性模量、强耐腐蚀性、低膨胀系数、低热导率以及环境友好等优异性能，经常被用于航空航天、生物医疗、化工、电站以及海洋船舶等行业。

β钛合金是发展高强度钛合金潜力最大的合金，主要特点是加入大量β稳定元素。β合金的塑性加工性好，合金浓度适当时，通过热处理可获得高的常温力学性能，是发展高强度钛合金的基础，但组织性能不够稳定，需要加入与β相具有相同晶体结构的稳定元素和非活性共析型β相稳定元素^[1]。钛合金材料的重要科学问题^[2]：钛合金中合金元素的相互作用是合金设计的基本问题；理解和掌握组织和性能的关系是钛合金应用基础研究的核心^[3]；为了适应不同用途需开发新型β钛合金等新材料。改进钛原材料生产工艺是世界各国面临的共同课题，这是降低钛合金成本的关键技术^[4]。系统实验与理论研究的结合将促进各类钛合金的进一步发展。

本课题主要是利用真空悬浮熔炼方式进行该四元合金体系的制备，并利用相关手段观察在此Ti-Fe-Nb-B合金熔炼过程中在各阶段所发生的纯金属原料的软化、熔解等物理冶金现象及其对应的熔炼反应；并观察铸造组织的形貌，确定熔炼参数对于凝固组织的影响等。

2、悬浮熔炼

用悬浮熔炼工艺熔铸金属钛，无需制备作为原料的自耗电极，可使用回收的废料大大降低了熔炼的原料成本，一次熔炼就可得到成分均匀，无坩埚污染的高质量熔铸产品，且设备投资少，生产效率高，金属钛的利用率也相应提高，属于当代最先进的材料制备技术之一^[5]。

2.1 悬浮熔炼技术

真空悬浮熔炼技术^[6]是在真空感应熔炼技术的基础上，利用通入线圈的交变电流产生交变电磁场，继而产生的感应电流在空间产生电磁力将金属悬浮在空间，使金属熔池在坩埚中呈悬浮或准悬浮状态，排除了熔池与坩埚的相互作用，同时感应电流加热熔化金属，进行感应加热 熔化、过热熔炼等^[7]。