Effects of a bath composition on aluminium loss during Ti-Al alloy smelting in a vacuum induction furnace

Efectos de la composición del baño en la pérdida de aluminio durante la fusión de aleaciones Ti-Al en un horno de inducción al vacío

En el artículo se presentan los resultados de un análisis cinético de la evaporación de aluminio de aleaciones binarias Ti-Al durante su fundición en un horno de inducción al vacío.

INTRODUCCIÓN

Las aleaciones de titanio pertenecen a un grupo de los materiales metálicos más modernos aplicados en muchas ramas industriales, lo que se debe principalmente a sus propiedades específi cas, es decir, pequeña densidad, alta resistencia y buena resistencia a la corrosión. A diferencia de la mayoría de los demás materiales metálicos, durante la fundición y colada de estas aleaciones surgen muchos problemas tecnológicos. Las razones son las siguientes: alta actividad química del titanio, alta viscosidad con una densidad relativamente pequeña de la matriz de aleación, un punto de fusión elevado, así como una alta reactividad de estos materiales con el revestimiento del horno de fusión y los materiales del molde. Además, en el caso de estas aleaciones, el proceso de fusión suele ir acompañado de una evaporación poco beneficiosa de sus componentes básicos, como el aluminio o el manganeso. [1 - 10]. En este artículo se presentan los resultados de un análisis cinético de la evaporación de aluminio de aleaciones binarias Ti-Al durante su fusión en un horno de inducción al vacío.

MATERIALES Y EQUIPO

Para los experimentos se utilizaron aleaciones Ti-Al que contenían hasta un 50 % de aluminio en masa. Todos los experimentos se realizaron utilizando un horno de inducción al vacío SECO-WARWICK VIM 20 - 50. El dispositivo garantiza la toma de muestras de la aleación durante el proceso de fundición. Al principio de cada experimento, se colocaba una muestra de aleación (de unos 1000 g) en un crisol de fusión situado dentro de la bobina de inducción del horno. Cuando se cerró la cámara del dispositivo, la presión de trabajo se redujo hasta el nivel establecido y la carga se calentó hasta la temperatura especificada. La aleación se mantuvo a esa temperatura durante 600 s. Durante la fusión, se recogieron muestras de la aleación y se sometieron a un análisis químico para determinar el contenido de aluminio. Todos los experimentos se realizaron a 1 973 K, 2 023 K, 1 000 Pa y 5 Pa.

RESULTADOS DEL ESTUDIO Y DISCUSIÓN

En la tabla 1 se presentan las concentraciones de Al después de cada proceso de fundición y los valores de la tasa de pérdida de Al. Además, se enumeran los parámetros básicos de cada experimento, es decir, la temperatura y la presión del sistema de medición.