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针对超高强度β21S合金(Ti-3Al-15Mo-2.7Nb-0.2Si)熔炼上的技术难点，采用真空自耗电弧熔炼和真空凝壳浇铸的方法，研究了Mo、Nb合金元素的添加方式以及熔炼工艺参数对该合金铸锭成分均匀性的影响。结果表明：以Ti-Nb、Ti-Mo中间合金为配料，采用合理的熔炼工艺，可获得性能良好、成分均匀的β21S合金铸锭。