芻議原材料對(duì)鈦合金冶金質(zhì)量的影響

張戰(zhàn)英，王一龍，徐廣勝，劉振華

（陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院材料工程學(xué)院，陜西 咸陽(yáng) 712000）

鈦合金是一種強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高的合金材料，在目前的諸多領(lǐng)域有突出的應(yīng)用。對(duì)鈦合金的冶煉做具體的分析發(fā)現(xiàn)去質(zhì)量會(huì)被較多的因素所影響，其中最為顯著的是原材料，所以在鈦合金冶金過(guò)程中，需要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)原材料的利用和控制。簡(jiǎn)單來(lái)講，鈦合金作為一種有重要利用價(jià)值的合金材料，強(qiáng)調(diào)其冶金的質(zhì)量控制有非常突出的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用[1]。

1 海綿鈦質(zhì)量問(wèn)題形成的原因

要了解海綿鈦質(zhì)量問(wèn)題形成的具體原因，首先要了解什么是海綿鈦。從概念解讀來(lái)看，所謂的海綿鈦具體指的是金屬熱還原法生產(chǎn)出的海綿狀金屬鈦，其純度）一般為99.1%～99.7%。雜質(zhì)元素總量為0.3%～0.9%，雜質(zhì)元素氧為0.06%～0.20%，硬度（HB）為100～157。海綿鈦根據(jù)純度的差異可以分為WHTiO至MHTi4五個(gè)等級(jí)，其是制取工業(yè)鈦合金的主要原料。總之，海綿鈦生產(chǎn)是鈦工業(yè)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，它是鈦材、鈦粉及其他鈦構(gòu)件的原料。

1.1 化學(xué)成分不合格

海綿鈦是生產(chǎn)鈦合金的重要原料，所以海綿鈦的質(zhì)量會(huì)影響鈦合金的質(zhì)量。從具體的分析來(lái)看，海綿鈦化學(xué)成分的不合格是造成鈦合金質(zhì)量的重要因素。從現(xiàn)實(shí)分析來(lái)看，在鈦合金冶金實(shí)踐中，一般會(huì)對(duì)海綿鈦進(jìn)行化學(xué)成分測(cè)定，從而確定海綿鈦的具體級(jí)別。從掌握的資料來(lái)看，要作為生產(chǎn)鈦合金的原料，海綿鈦的純度，即雜質(zhì)含量等必須要滿足鈦合金生產(chǎn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，這樣，海綿鈦才會(huì)成為冶煉鈦合金的標(biāo)準(zhǔn)材料。不過(guò)在目前的海綿鈦檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，部分雜質(zhì)超標(biāo)的海綿鈦也會(huì)作為鈦合金冶金的重要原材料，所以最終的鈦合金質(zhì)量會(huì)大受影響。總而言之，海綿鈦?zhàn)陨淼幕瘜W(xué)成分不滿足鈦合金冶煉的標(biāo)準(zhǔn)要求會(huì)造成鈦合金的質(zhì)量問(wèn)題。

1.2 海綿鈦不熔硬塊

對(duì)鈦合金冶金做具體的分析發(fā)現(xiàn)，在利用海綿鈦進(jìn)行鈦合金冶金的時(shí)候，海綿鈦中的不熔硬塊也會(huì)對(duì)鈦合金的質(zhì)量造成影響。從具體的分析來(lái)看，在進(jìn)行鈦合金熔煉的過(guò)程中，海綿鈦當(dāng)可能會(huì)含有強(qiáng)烈氧化的海綿鈦塊，鈦塊無(wú)法熔煉，鈦合金的之地均勻性和性能穩(wěn)定、平衡性等軍戶出現(xiàn)問(wèn)題，所以族中的鈦合金質(zhì)量會(huì)明顯的下降。簡(jiǎn)言之，海綿鈦中的不熔硬塊對(duì)于鈦合金的質(zhì)量生產(chǎn)是非常不利的，所以在實(shí)踐中需要有效預(yù)防這樣的問(wèn)題發(fā)生。

1.3 偏析

所謂的偏析具體指的是合金中各組成元素在結(jié)晶時(shí)分布不均勻的現(xiàn)象。從實(shí)踐分析來(lái)看，鈦合金的冶金主要的目的是實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度合金材料的生產(chǎn)，而合金材料的具體性能與自身的構(gòu)成元素、元素的均衡性等有顯著的關(guān)系，所以在一般的情況下，出于合金材料質(zhì)量的考慮，會(huì)要求和元素平衡分布。但是在冶煉的過(guò)程中，因?yàn)橐淮谓Y(jié)晶的冷卻速度快，所以已凝結(jié)的化學(xué)成分會(huì)出現(xiàn)來(lái)不及擴(kuò)散的情況，這樣一來(lái)，偏析就發(fā)生了。總的來(lái)講，鈦合金冶金過(guò)程中，偏析的發(fā)生與工藝的利用等有著非常顯著的關(guān)系[2]。

2 中間合金質(zhì)量問(wèn)題形成的原因

在鈦合金冶金中，利用到的第二種原材料是中間合金。所謂的中間合金具體指的是將某些單質(zhì)做成合金，使其便于加入到合金中，解決燒損，高熔點(diǎn)合金不易熔入等問(wèn)題同時(shí)對(duì)原材料影響不大的特種合金。在鈦合金冶金中，中間合金的利用比較的普遍，所以中間合金的質(zhì)量會(huì)隱形到鈦合金的質(zhì)量。

2.1 化學(xué)成分不合格

從目前的分析來(lái)看，利用中間合金做鈦合金冶金會(huì)出現(xiàn)鈦合金質(zhì)量問(wèn)題主要是因?yàn)橹虚g合金的化學(xué)成分存在著不合格的現(xiàn)象。鈦合金的生產(chǎn)有著嚴(yán)格的要求，其化學(xué)元素以及化學(xué)元素的具體比例等也有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在利用中間合金進(jìn)行鈦合金冶金的過(guò)程中，如果不進(jìn)行中間合金的化學(xué)成分檢測(cè)，很容易出現(xiàn)化學(xué)成分不滿足鈦合金生產(chǎn)要求的中間合金被利用，如此一來(lái)，鈦合金的最終質(zhì)量會(huì)大受影響。簡(jiǎn)單來(lái)講，中間合金是生產(chǎn)鈦合金的重要材料，而鈦合金的綜合質(zhì)量與中間合金的化學(xué)成分息息相關(guān)，在中間合金化學(xué)成分不合格的情況下，鈦合金的質(zhì)量自然無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效的提升。

2.2 難熔中間合金夾渣物

從具體的生產(chǎn)來(lái)看，鈦合金冶金過(guò)程中利用中間合金會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，第二個(gè)重要的原因是中間合金存在著夾渣物。基于具體的金屬冶煉可知，鋅、鐵、錳、銅等合金元素，其和基體的熔點(diǎn)、密度等物理性質(zhì)存在著比較大的差異，在熔煉的時(shí)候直接進(jìn)行元素的加入，已經(jīng)會(huì)造成合金元素的損失，還有可能引發(fā)合金成分偏析，如此一來(lái)，鈦合金的冶金質(zhì)量受到?jīng)_擊。總的來(lái)講，在利用中間合金進(jìn)行鈦合金冶金的過(guò)程中，難熔中間合金夾渣物會(huì)對(duì)鈦合金的質(zhì)量造成非常顯著的影響，所以必須要重視此問(wèn)題的解決。

3 鈦合金冶金中質(zhì)量控制措施的分析

在鈦合金的冶金過(guò)程中，原材料對(duì)其的質(zhì)量影響是非常顯著的，所以必須要重視原材料的選擇。不僅如此，在冶金的過(guò)程中，其他的要素，比如環(huán)節(jié)控制、設(shè)備利用等也會(huì)對(duì)冶金質(zhì)量造成影響，所以需要對(duì)這些要素進(jìn)行控制。以下是鈦合金冶金過(guò)程中質(zhì)量控制的具體措施。

3.1 重視材料的檢測(cè)與分析

從上文的分析來(lái)看，海綿鈦和中間合金是生產(chǎn)鈦合金的重要原料，其物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)等對(duì)最終的鈦合金冶煉有顯著的影響，所以必須要做好原料的檢測(cè)與分析。就具體的原料檢測(cè)和分析來(lái)看，主要的工作是：①確定明確、完善的原材料控制體系，比如在原材料控制中，需要通過(guò)測(cè)試、分析和評(píng)價(jià)等工作對(duì)原材料的標(biāo)準(zhǔn)等做判斷，這樣可以有效的規(guī)避劣質(zhì)材料的大范圍應(yīng)用。②構(gòu)建材料檔案，對(duì)具體的材料提供方以及材料的具體質(zhì)量情況做登記，這樣，相應(yīng)的材料管理效果會(huì)更加的突出。③明確鈦合金生產(chǎn)的材料標(biāo)準(zhǔn)，做好測(cè)試材料與生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比分析，如果對(duì)比分析不合格，則需要實(shí)現(xiàn)材料的進(jìn)一步甄選。總之，做好材料的檢測(cè)與分析工作，鈦合金冶煉的質(zhì)量會(huì)得到基礎(chǔ)保障。

3.2 鈦合金冶煉質(zhì)量的其他控制措施

鈦合金的冶煉質(zhì)量還受其他因素的影響，所以對(duì)其他的要素也要進(jìn)行控制。以下是具體的分析。

第一是做好設(shè)備分析與選擇。在鈦合金冶煉中，設(shè)備是必須要利用的，而且設(shè)備的性能會(huì)直接影響到具體工作的推進(jìn)，所以重視設(shè)備的分析和選擇十分必要。就設(shè)備分析和選擇工作的具體實(shí)施來(lái)看，主要的措施是：①對(duì)設(shè)備的產(chǎn)地、規(guī)格等做分析，確定其滿足基本的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。②做好鈦合金的生產(chǎn)規(guī)格分析。③基于鈦合金的生產(chǎn)要求進(jìn)行設(shè)備的選擇與使用，這樣，設(shè)備本身的針對(duì)性會(huì)更加的突出，其實(shí)踐利用效果會(huì)更好。

第二是強(qiáng)調(diào)冶煉過(guò)程中的參數(shù)控制。在冶煉的過(guò)程中，參數(shù)控制會(huì)影響到鈦合金的具體質(zhì)量，所以重視參數(shù)的控制是非常必要的。就具體的參數(shù)控制而言，主要是強(qiáng)調(diào)環(huán)境參數(shù)的控制。從現(xiàn)實(shí)分析來(lái)看，在其他條件相同的情況下，溫度的差異會(huì)導(dǎo)致冶煉結(jié)果的巨大差異，不僅如此，環(huán)境濕度、氣密性等均會(huì)對(duì)冶煉的實(shí)際效果等造成影響，所以在工藝?yán)弥校瑸榱擞行У目刂骗h(huán)境參數(shù)對(duì)冶煉的不利影響，需要在明確冶煉標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上對(duì)環(huán)境做調(diào)整和控制。

第三是重視環(huán)節(jié)的把控。在冶煉的過(guò)程中，環(huán)節(jié)的把控也有重要的作用，所以重視并強(qiáng)調(diào)環(huán)節(jié)的掌握現(xiàn)實(shí)意義顯著。就環(huán)節(jié)的具體掌控來(lái)看，相應(yīng)的措施是：①對(duì)鈦合金冶煉的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行分析，明確過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)的具體內(nèi)容，并基于內(nèi)容實(shí)現(xiàn)對(duì)冶煉的控制。②做好環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)控制。對(duì)冶煉的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，并對(duì)各環(huán)節(jié)的控制標(biāo)準(zhǔn)做探討，在控制實(shí)踐中，嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，落實(shí)相應(yīng)的管控內(nèi)容。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鈦合金冶煉中原材料對(duì)其的質(zhì)量影響是非常顯著的，所以分析具體的原材料度鈦合金冶金的具體影響，并針對(duì)原材料質(zhì)量控制進(jìn)行鈦合金冶金質(zhì)量控制的具體措施分析，這可以為現(xiàn)階段的具體工作實(shí)施提供更加全面、有效的指導(dǎo)和幫助。