鈦鍛件在加工過程中缺陷所產(chǎn)生的物質(zhì)

鈦在加工過程中，外來夾雜系指混人鈦中的爐渣、保護渣、氧化膜、耐火材料和異金屬塊等。通常外來夾雜較粗大，嚴重分布將破壞鈦的連續(xù)性而報廢。隨著高參數(shù)，大型化機器設(shè)備的發(fā)展，對大鍛件的質(zhì)量提出了更為嚴格的要求，為此對鈦中鉛、銻、錫、鉍、砷等微量元素需要控制，以提高鍛件的強韌化水平。而氧化物及塑性較差的硅酸鹽夾雜，在鍛壓變形時被破碎成小顆粒，呈鏈球狀分布。尺寸細小，彌散分布的內(nèi)生夾雜，多為微觀缺陷，危害程度較小。而大片或密集云團狀分布的夾雜構(gòu)成宏觀缺陷，對鍛件使用有極不良的影響，容易引發(fā)嚴重的失效事故。www.nmware.com介紹常見的內(nèi)生夾雜物主要有硫化物、硅酸鹽、氧化物等。它們在鈦中的數(shù)量和組成與鈦的成分、冶煉質(zhì)量、澆注過程以及脫氧方法有關(guān)。熔點高的內(nèi)生夾雜，凝固先于基體金屬，結(jié)晶不受阻礙，呈現(xiàn)為有規(guī)則的棱角外形；熔點較低的內(nèi)生夾雜，由于受已凝固金屬的限制，形態(tài)多為球或條狀、枝晶狀沿晶界分布。硫化物與塑性較好的硅酸鹽組元，當鈦錠經(jīng)鍛壓變形時，沿主變形方向延伸，呈條帶狀。

鈦板坯主要是一字形坯，是用作軋制寬緣一字鈦的坯料。由于異型連鑄斷面復(fù)雜，產(chǎn)生表面缺陷的機率較大，不但影響鑄坯的收得率，而且還嚴重影響軋材的表面質(zhì)量，增加成本。其主要類型及成因是：
1、腹板縱裂紋。橫向位置分布不固定，沿腹板縱向延伸斷續(xù)分布，長短不一，長的有幾米甚至更長，短的有幾厘米。另外還有極少的呈直線固定分布?？v裂紋形成的基本條件：1）結(jié)晶器彎月面區(qū)初生坯殼不均勻，在坯殼薄弱處產(chǎn)生應(yīng)力集中；2）樹枝晶間元素( P、S) 的局部偏析，裂紋的萌生和擴展總是在偏析嚴重之處。
2、小R角部縱裂紋。沿著鑄坯的小R角部成直線分布，短的幾厘米長的可貫穿整根鑄坯。小R角部是由于液渣難以完全填充角部氣隙而使角部冷卻條件變差，同時由于小R角處應(yīng)力集中而產(chǎn)生縱裂或凹陷。另外因素還有：結(jié)晶器的銅板尺寸的精度、生產(chǎn)節(jié)奏紊亂、鈦液質(zhì)量較差、溫度高、拉速快、結(jié)晶器液面不穩(wěn)定、冷卻強度過大等。
3、翼緣角部夾渣。多數(shù)呈結(jié)疤狀，嚴重時產(chǎn)生一個缺口，最深的可達20 mm 深，缺口處還有未熔的保護渣。翼緣肩角處鈦水的熱流補充不足，液渣層較薄、燒結(jié)層厚與固渣混合，再加上結(jié)晶器液面的劇烈波動是造成夾渣的根本原因。
4、腹板振痕深。一般寬度2 mm左右，深度2～3mm。振痕是由于振動的存在而產(chǎn)生的。

生產(chǎn)要注意：
1、連鑄的生產(chǎn)關(guān)鍵是設(shè)備維護，例如：振動的正常使用、結(jié)晶器液面的穩(wěn)定、結(jié)晶器銅板和扇形段的精確的尺寸等等都是影響連鑄鑄坯質(zhì)量和生產(chǎn)事故的主要因素。
2、其次，就是對連鑄所用輔料的選取，最關(guān)鍵和直接的就是保護渣，合理的保護渣性能對鑄坯質(zhì)量和生產(chǎn)事故起到了至關(guān)重要的作用。
3、最后，生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定，合格的鈦水、合理的中包溫度、合理的拉速、更換水口的工藝、合理的冷卻強度等也都是保證連鑄鑄坯質(zhì)量和正常生產(chǎn)的因素。
降低鈦中夾雜的一般對策是：
a.鈦液真空處理，爐外精煉，控制鈦液質(zhì)量；
b.清潔澆注，防止外來夾雜污染與異金屬進人；
c.合理鍛造變形，改善夾雜分布。