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真空自耗電極電弧熔煉（VAR)鈦合金的冶金缺陷主要是指夾雜和化學成分偏析，具體分類如圖2-2所示。

1 低密度夾雜
鈦合金中的夾雜一般分為兩類，即低密度夾雜（low density in-clusion,即LDI)和高密度夾雜（high density inclusion,即HDI).低密度夾雜（LDI)主要是鈦的氧化物或氮化物，其中N的質量分數可達10%以上，也可能含有0或C,0最高5%.這些元素都屬于強α穩定劑，所以又稱α-I型夾雜或硬α.其主要來源于污染的原材料（污染的海綿鈦、中間合金或回收料等）及不規范的加工工藝（焊接污染、熔煉中空氣和水的少量泄漏、初級錠打磨嚴重過燒等）。
盡管鈦的氧化物和氮化物的密度還略高于鈦基體（如TiN的密度為5.22g/cm3,鈦的密度為4.5g/cm3),但因與HDI相比要低得多，因而得其名。另外，鈦的氧、氮化物的硬度遠高于鈦基體，而且脆，因為這些都是鈦的α穩定元素，所以還被形象地稱為硬α夾雜。

硬α夾雜具有比鈦高得多的熔點，如TiO2的熔點為1825℃,TiN的熔點約為2950℃,而邊熔化邊凝固方式的VAR熔煉時熔池的溫度一般在1700℃左右，而且熔池液態保持時間較短，很快就凝固，難以將鈦的氧化物或氮化物熔化。因TiN的熔點更高，因此，更難于熔化，與TiO2相比，TiN在實際中出現的幾率更大。圖2-3所示為Ti-8Al-1Mo-1V和TC4鈦合金鍛件上發現的硬α夾雜。
在經過變形之后，在硬α區的中心已形成孔洞。或者零件在工作時，由于硬α夾雜和基體對應力反應的顯著差異，容易在夾雜區過早形成裂紋。硬α的存在極大地降低了鈦合金的高、低周疲勞壽命，因此，可以認為是鈦合金中最為危險的冶金缺陷。

鈦合金中的硬α夾雜和基體的密度差別不大，因此，對超聲波反應的聲學性能沒有明顯差別，除非被檢測材料中在硬α處已形成孔洞或裂紋，否則也很難用超聲波探傷檢測出。據資料報道，美國第四代機F/A-22上使用鈦合金鑄件的早期工程化階段，在約200件鈦鑄件中共發現了20個可疑的和被確認的硬α夾雜，出現的概率約為10%.后期在鈦鑄件生產的車間里執行了“污染控制計劃”，通過控制硬α夾雜的潛在來源及嚴格執行車間的清理規范等措施，大大減少了硬α夾雜的出現率。另外，引入了兩種無損檢測技術來檢查鑄件中的硬α夾雜，一種是定向排列超聲檢測法（phased array ultrasonic test),以檢查厚的關鍵鑄件截面；另一種是氟氫化胺腐蝕檢驗法（ammonium bifluoride etch inspection),以檢查薄壁表面的硬α.據報道，藍色陽極化在檢查零件表面的硬α夾雜中得到了成功的應用。之外，一些鈦合金生產商和航空發動機生產商也改進了超聲波檢測技術，采用超聲波定位檢測技術和多區超聲波檢測技術等，明顯提高了缺陷的發現率。
2 高密度夾雜
高密度夾雜（HDI)一般是因在原料或回收料中混入了高熔點的金屬（如W、Mo、Nb、Ta)或金屬間化合物（如WC),而在VAR熔煉過程中又沒有得到充分的熔化而造成的，圖2-4所示分別為TC4、TC11鈦合金中的Mo、Ta和W夾雜物。在進行鈦的機械加工時經常用到WC硬質合金刀具，難免在鈦屑或殘鈦中混入WC刀具崩塊，由鈦屑或殘鈦回收時帶入鑄錠中。HDI的存在也會嚴重降低鈦合金零件的疲勞性能和使用可靠性。

3型缺陷
α-II型缺陷即α偏析，或稱富α穩定劑（主要是Al)的區域偏析。常常與熔煉設備爐壁上的揮發物（如A1)結塊落入熔池有關，特別在電子束熔煉過程中。也往往與鑄錠最后熔煉階段的封頂、提縮孔工藝不恰當，鑄錠冒口切除不凈有關。
4 β偏析（β斑點）
β偏析（β斑點）也是鈦合金鑄錠的凝固偏析，它與合金中含有較多的β穩定劑有直接的關系，如Fe、Cr、Mn、Ni和Cu等合金元素。鑄錠尺寸過大、凝固過程控制不當、在真空自耗熔煉中過大的熔池和延長凝固時間都有可能導致β穩定元素的富集，成為偏析。這種偏析區的β相變溫度比基體低，成為一個比基體提前相變的區域，從而降低材料或鈦零件的塑性和疲勞強度。圖2-5所示為各類鈦合金典型的β斑點。研究表明：TB6、TC17合金等是比較容易出現β斑點的，在（α+β)型合金中也能見到β斑點。

國內外關于β斑點的研究表明：避免出現β斑點的措施也因具體合金對出現β偏析的傾向性而異，主要是通過選擇恰當的中間合金、調整熔化電流強度和鑄錠尺寸，實現合理的熔池深度和凝固速度來解決。TB6和TC17是出現β偏析比較敏感的合金，但合金有廣泛的應用。目前能控制住β斑點的經驗數據是錠型不超過ф750mm,降低輸入功率（200~225kV·A,而不是400~500kV·A),以實現較低的熔化速率（5~6kg/min,而不是8~10kg/min)和較小、較淺的熔池。
至于富鈦偏析則常與不規范的熔煉操作有關，如僅用海綿鈦引弧、海綿鈦顆粒過大、熔煉參數選擇不當、熔煉過程頻繁斷弧造成熔化不充分等都會引起富鈦偏析。

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