| 研究課題/領域番号 |
63850146
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
梅田 高照 東京大学, 工学部, 教授 (50011078)
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| 研究分担者 |
池田 実 東京大学, 工学部, 助手
鈴木 俊夫 東京大学, 工学部, 助教授
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| キーワード | VAR / チタン合金 / 流動 / 凝固解析 / 自然対流 / 電磁力 |
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| 研究概要 |
真空ア-ク再溶解法(VAR)は、チタン合金の二次溶解法として、最も一般的なものである。VARでは、電極・インゴット間のア-ク放電によって、一次インゴットである電極が加熱され溶解し、鋳型内へ液滴として落下し、インゴットの上部に一定量のメタルプ-ルを保持しながら凝固する。メタルプ-ルの底面が凝固界面であり、その凝固形態は界面の冷却速度や、温度勾配により決定され、鋳塊の品質に大きな影響を与える。しかしながら、高真空、高温のア-ク下での測定となるためこれらのパラメ-タに対する報告は少ない。さらにVARでは直流の溶解電流がインゴット中を流れるため、MHD効果による溶湯の流動があり、この流れの凝固形態に及ぼす影響も少なくないと考えられる。
従って本研究では、数値計算によりチタン合金をVAR炉で溶解している時の凝固解析を行ない、温度分布、メタルプ-ル計上に及ぼす各種要因を抽出し、健全なチタン合金インゴット製造への基礎的知見を提供することを目的とする。
VARインゴットのメタルプ-ル内の流動について、自然対流と電磁力による対流は、互いに抑制し合っており、溶解電流の大きさにより自然対流が卓越する領域と電磁力による対流が卓越する領域が存在する。同時にこれらの対流がメタルプ-ル内部の温度分布に大きな影響を及ぼしていることがわかった。
また、溶解電力を制御することでプ-ル形状流速および温度分布について定量的な指針を得た。
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