Ende der 1940er Jahre war die VAR-Technologie (Vacuum Consumable Electrode Arc Melting) im Wesentlichen ausgereift. Was den Schmelzprozess betrifft, so wird bei Titanlegierungen für die Luft- und Raumfahrt und für Rotoren mit komplexen Komponenten in der Regel das dreifache VAR-Verfahren eingesetzt, um die Zusammensetzung des Blocks zu verbessern. Die Gleichmäßigkeit der Zusammensetzung wird verbessert, Defekte wie Einschlüsse und Seigerungen werden reduziert und die Konsistenz der Chargenqualität verbessert.

Bei den Titanlegierungen Ti-6246, Ti-17 und Ti-1023, die mehr β-stabilisierende Elemente (Mo, Cr, Fe) enthalten, muss die Stromdichte während der letzten VAR-Schmelze reduziert werden. Durch die Steuerung der Schmelz- und Erstarrungsgeschwindigkeiten kann eine schwerwiegende Produktion unterdrückt werden. Das β-stabilisierende Element Dendritenentmischung.

Gegenwärtig wurden einige neue Überwachungsmethoden entwickelt, die für das VAR-Schmelzen geeignet sind. Das amerikanische Unternehmen ATI beispielsweise setzt die Technologie zur Vermeidung von Seitenlichtbögen und zur Erfassung der Lichtbogenposition ein, und der Bediener kann die Lichtbogenbewegung und das dreidimensionale Bild der Kontur der Schmelze beobachten. Darüber hinaus können einige neu entwickelte Schmelzsimulationssoftware eine numerische Simulation des tatsächlichen Schmelzprozesses durchführen.

Neben dem VAR-Schmelzverfahren wurde eine für die Herstellung von Titanlegierungsblöcken geeignete Technologie des Schmelzens am kalten Herd (CHM) entwickelt, die je nach Wärmequelle in zwei Typen unterteilt werden kann, nämlich das Elektronenstrahl-Kaltschmelzen am kalten Herd (EBCHM) und das Plasmaschmelzen am kalten Herd (PACHM). In der Praxis hat sich gezeigt, dass das Schmelzen am kalten Herd bei der Beseitigung von Einschlüssen mit hoher Dichte und geringer Dichte sowie bei der Verbesserung der Gleichmäßigkeit der Zusammensetzung deutlich besser ist als das VAR-Schmelzen, so dass die "Null-Fehler"-Produktion von reinen Titanlegierungswerkstoffen erreicht und eine leistungsstarke, mehrkomponentige, unverzichtbare Schmelztechnologie für die Herstellung hochreiner Titanlegierungen wird.

Derzeit haben die Vereinigten Staaten die industrialisierte Produktion von hochwertigen Titanlegierungsblöcken im Kaltschmelzverfahren realisiert, und das Kaltschmelzverfahren wurde in die Materialnorm aufgenommen, wie z. B. die GE-Unternehmensnorm "Hochwertige β-geschmiedete Ti-17-Titanlegierungsteile" festlegt: Rotierende Teile aus Titanlegierungen verwenden vorzugsweise Materialien der Güteklasse C, d.h. kaltes Herdschmelzen + Vakuumverzehrschmelzen (HM+VAR), die Güteklasse C kann die Güteklasse B (dreimaliges Vakuumverzehrschmelzen) ersetzen; andere Norm "Hochwertige und standardmäßige α+β-Schmiedeteile aus Ti6Al4V-Titanlegierung", usw., sind auch in der höchsten Stufe der "HM+VAR" Materialien enthalten.

Das Elektronenstrahl-Kaltschmelzverfahren dient dem Schmelzen von Titanlegierungen in einer geschlossenen Vakuum-Ofenkammer. In den letzten Jahren wurden technologische Fortschritte erzielt; die Anordnung des Herdes wurde verbessert, um Barren verschiedener Formen (quadratische Brammen, dickwandige Hohlbarren) zu erhalten und die Produktionseffizienz zu verbessern; mit Hilfe der digitalen Schmelzsimulationstechnologie können die dreidimensionale Form des Schmelzbads, die Bedingungen der Flüssig-Fest-Grenzfläche, die Bedingungen der Seitenwand-Grenzfläche und die Temperaturvorhersage während der vorübergehenden Erstarrungsphase des Barrens genau simuliert werden.

Die American Aerospace Materials Standards Organization hat eine Werkstoffnorm für die Herstellung von Titanlegierungen auf einem einzigen kalten Herd formuliert, nämlich AMS6945 (in Anbetracht der Verflüchtigung von Al-Elementen unter hohem Dampfdruck bei Hochvakuumbedingungen während des EBCHM-Schmelzens muss der Al-Gehalt entsprechend erhöht werden), so dass ein EBCHM Das geschmolzene Ti6Al4V-Blech ersetzt VAR-Schmelz- oder "HM+VAR"-Blechprodukte.

Eine weitere wichtige Anwendung des Elektronenstrahl-Kaltschmelzens ist das Recycling von Titanabfällen. TIMET hat ein Recyclingunternehmen mit der Bezeichnung "Toll Melting" gegründet, das seinen Kunden das Recycling von Titanabfällen in einem geschlossenen Kreislauf anbietet und sie durch EBCHM-Schmelzen in Barren oder Zwischenblöcke umwandelt, um sicherzustellen, dass die Rohstoffe der Kunden in ihre eigenen Produkte zurückfließen. In der Lieferkette wird eine geschlossene Kreislaufwirtschaft realisiert, um die Kosten weiter zu senken.

Im Jahr 2015 installierte VSMPO einen Schädel-Lichtbogen-Schmelzofen (SAR: Skull Arc Melting), der das Recycling von Titanrückständen mit hohem Mehrwert (Titanabfälle, Blöcke) ermöglicht und enorme wirtschaftliche Vorteile bringt. Statistiken zufolge hat mein Land in den letzten zehn Jahren fast 10 Elektronenstrahl-Kaltschmelzöfen ausgerüstet. Sie befinden sich in den Unternehmen Baoti Group, Baosteel Group, Luoyang Double End Wanji, Yunnan Titanium Industry, Qinghai Juneng Titanium Industry, Panzhihua Yun Titanium Industry und Shaanxi Tiancheng Titanium Industry Enterprise.

In China gibt es nur drei plasmagekühlte Herdschmelzöfen, die sich im Besitz des China Aerospace Beijing Institute of Aeronautical Materials, des Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences und von Baosteel Special Steel befinden. Das Plasma-Kaltschmelzverfahren erfordert das Inertgas AR oder He als Wärmequellenmedium. He ist das beste Plasmamedium. Die durch die Verwendung von He-Gas erzielte Wärmeeffizienz ist hoch.

Aufgrund des Mangels an He-Gas-Ressourcen in meinem Land führt der hohe Preis von He-Gas jedoch zu überhöhten Schmelzkosten. Hoch, eingeschränkt bei der industriellen Produktion. Allerdings ist der Wärmewirkungsgrad, der durch die Verwendung von AR-Gas erzielt wird, niedrig und die Schmelzüberhitzung ist gering, was sich auf die Schmelzrate auswirkt, was zu einer langsamen Entwicklung der Technologie des Plasma-Kaltschmelzens in meinem Land führt. Gegenwärtig sind die inländischen Normen für Titanlegierungen für die Luftfahrt und für Rotoren (einschließlich der nationalen Militärnorm und des Navigationszeichens) nicht in das Verfahren der Kaltschmelzung am Herd einbezogen.

Das inländische Institut für Triebwerkskonstruktion, das Forschungsinstitut für technische Anwendungen und das Titanmaterial sollten voll genutzt werden. Hersteller, Schmiedebetriebe, OEMs und andere Einheiten verfügen über umfassende überlegene Ressourcen, um eine gemeinsame Arbeitsgruppe zu bilden, die die Anwendung der Kaltschmelztechnologie bei der Herstellung von hochwertigen Titanlegierungen für die Luftfahrt fördert.