1 偏析
鈦錠內(nèi)部各部分化學(xué)成分不均勻或甚至含有夾雜物的現(xiàn)象稱為偏析,它往往導(dǎo)致鈦材力學(xué)性能不均勻。在偏析嚴(yán)重的情況下,甚至使鈦錠報廢或者必須再次熔鑄處理。偏析是在鈦錠結(jié)晶過程中形成的,因此,了解結(jié)晶與偏析的關(guān)系,選擇合適的熔煉工藝參數(shù),以控制結(jié)晶條件,減少偏析程度是很重要的操作事項。
偏析大體分兩類,一類是區(qū)域偏析或宏觀偏析,經(jīng)過酸浸蝕后用肉眼可見;另一類是微觀偏析或顯微偏析,只能在顯微鏡下才能觀察到。它們都可以歸納為化學(xué)成分偏析。
合金在凝固過程中都是在一定溫度范圍內(nèi)完成的,不同時刻析出不同成分的固體。由于固態(tài)物質(zhì)擴(kuò)散很慢,結(jié)果造成溶質(zhì)在凝固過程中的重新分配而形成偏析。偏析的大小與溶質(zhì)在固液相中的分配有關(guān)。而這個平衡分配常數(shù)K.直接受到物質(zhì)凝固速度的影響,并隨著溫度不同而異。
K0是指平衡時固液兩相中溶質(zhì)濃度比,有:
K0=Cs(溶質(zhì)在固相中的濃度)/C1(溶質(zhì)在液相中的濃度)(1-1)
Ko=a(舉質(zhì)K.也稱為偏析度。Ko>1稱為正偏析;K.<1稱為負(fù)偏析。而偏析系數(shù)為1-K.=(C1-Cs)/C1,偏析系數(shù)越大,偏析程度越大。不同元素在鈦中的溶解度不一樣,溶解度大的元素偏析小,溶解度小的元素偏析大。
鈦真空自耗電弧熔煉過程的凝固屬于標(biāo)準(zhǔn)凝固,定向(順序)凝固的過程達(dá)不到平衡態(tài)。在非平衡態(tài)下凝固過程會產(chǎn)生偏析,凝固后各成分濃度是不均勻的。一個(鈦)合金棒料順序凝固的成分變化如圖1-16所示。圖中c.為理論含量。這種長距離呈規(guī)律性的變化稱為區(qū)域偏析。鈦合金錠有偏析,純鈦錠也有偏析??砂压I(yè)級純鈦錠視為含雜質(zhì)的(合金成分少的)鈦合金,因而也可以使鈦錠中雜質(zhì)分布不均。
在鈦合金的熔煉中,當(dāng)添加的合金組元與鈦的熔點和密度相差懸殊時也易發(fā)生偏析。鈦合金添加元素分類及主要性質(zhì)見表1-2.
2 收縮
金屬液在冷凝過程中伴隨著體積的收縮,此種現(xiàn)象存在于從液態(tài)到固態(tài)、從高溫到低溫的整個熔煉過程中。收縮分為兩種,一種是集中收縮,在鈦錠中表現(xiàn)為冒口處的縮孔;另一種是分散收縮,即為鈦錠中的微縮孔,稱為疏松??s孔和疏松的存在會影響鑄錠質(zhì)量,降低產(chǎn)品成材率。
實踐中為了消除或減少縮孔,常常在熔煉后期采用補(bǔ)縮的措施,可取得良好的效果。
億沐鑫新材料產(chǎn)品分類:鈦棒、鈦管、鈦板、鈦陽極、鈦箔鈦帶、鈦法蘭、鈦絲、鈦靶材、鈦設(shè)備、鈦餅鈦環(huán)、鈦標(biāo)準(zhǔn)件、鈦加工件
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