钛合金管、钛板材的生产加工工艺介绍。熔炼与铸锭 钛的熔点高，化学性质活泼，在高温或熔融状态下容易与空气和耐火材料发生作用。钛及钛合金通常在真空或惰性气体保护的气氛下，在水冷或液体金属冷却的铜坩埚内熔铸。目前钛锭生产中应用最为广泛的是真空自耗电极电弧炉熔炼。将一定比例的海绵钛、返回料和合金元素混合均匀后，在液压机上压制成块状(称电极块)，再采用等离子焊接方法将电极块焊接成电极(棒)，在真空自耗电极电弧炉中经二次重熔成锭。为保证铸锭成分均匀，对加入的合金元素、返回料和海绵钛的粒度均控制在一定范围之内，并采取三次真空重熔。

钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。60年代中期，钛及其合金已在一般工业中应用，用于制作电解工业的电极，发电站的冷凝器，石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等。钛及其合金已成为一种耐蚀结构材料。此外还用于生产贮氢材料和形状记忆合金等。特点钛合金与其他金属材料相比,有下列优点:①比强度(抗拉强度/密度)高(见图),抗拉强度可达100～140kgf/mm2，而密度仅为钢的60%。中温强度好,使用温度比铝合金高几百度，在中等温度下仍能保持所要求的强度,可在450～500℃的温度下长期工作。耐蚀性好,在大气中钛表面立即形成一层均匀致密的氧化膜，有抵抗多种介质侵蚀的能力。

在进行钛合金焊接时，因氩弧焊枪形成的氩气气体保护层只能保护好焊接熔池不受空气的有害作用，而对已凝固而处于高温状态附近的焊缝及其附近区域则无保护作用，而处于这种状态的钛管焊缝及其附近的区域仍有很强的吸收空气中的氮及氧的能力。精细钛镍管随氧化程度逐步加重，钛合金焊缝颜色发生变化及焊缝塑性下降的规律。银白色(无氧化)，金黄色(TiO,轻微氧化)，蓝色(Ti2O3，氧化稍为严重)，灰色(TiO2，氧化严重)。钛镍管厂家钛管及钛合金管焊接时，当焊缝含氧、氮量较高时，随着温度的上升，钛及其合金吸收氢气、氧气和氮气的能力逐渐上升。钛从250℃开始吸氢，从400℃开始吸氧，从600℃开始吸氮。由于钛合金同O2、N2、H2的亲和力高，接头中含有这些气体时会使接头变脆，降低钛合金焊接接头的冲击性能、塑性和韧性。钛合金焊接时，焊接接头产生热裂纹的可能性很小，这是因为钛及钛合金中S、P、C等杂质含量很少，由S、P形成的低熔点共晶在晶界很少生成，加之有效结晶温度区间窄小，钛及钛合金凝固时收缩量小，焊缝金属不会产生热裂纹。

钛管焊接是利用惰性气体对焊接区进行有效保护的TiG焊接工艺。由于钛材具有特殊的物理化学特性，因而其焊接工艺与其它金属存在较大差异。宝鸡钛管焊接时必须保证：焊接区金属在250℃以上不受活性气体N，0、H及有害杂质元素C，Fe，Mn等的污染。不能形成粗晶组织。不能产生较大的焊接残余应力和残余变形。所以，焊接过程须按合理的工艺，严格按工序质量管理标准，实行全过程的质量控制。使人、机、料、法各因素均处于良好的受控状态，从而在合理的工期内，保证钛管的焊接质量。

氩弧焊、埋弧焊、真空电子束焊等。3毫米以下厚度用钨极氩弧焊，3毫米以上用熔化极氩弧焊。氩气纯度不低于99.99%，严格控制氩气中空气和水蒸气的含量。焊前进行除油污、除氧化皮、除氧化膜表面处理。由于钛及钛合金的化学活性大，易被氧气、氮气、氢气污染，所以不能采用焊条电弧焊、氧乙炔（或氧丙烷等）气焊、二氧化碳焊、原子氢焊等方式焊接。

轧制与铝、铜、钢相比，钛合金板带材轧制时的特点是变形抗力大、塑性低、高温下易氧化，因而加工比较困难。轧制包括热轧、温轧和冷轧。热轧是钛板带生产过程的重要工序。制定钛合金板带材热轧工艺制度时，还应考虑到晶粒组织对力学性能的影响。为了减少加热时吸气层和氧化皮的形成，纯钛和低合金化钛合金采用较低的加热温度，且在热透情况下尽可能缩短保温时间。然而降低温度会使轧制时变形抗力急剧增加，同时塑性也下降，这对于高合金化钛合金往往是不允许的。钛合金板商家表示为了获得均匀细小晶粒组织和具有良好性能的板带材，生产中常常采用多次热轧、包覆叠轧和温轧等，以保证板带材在α或α+β相区有足够的变形量。因此，确定合理的热轧工艺制度是十分重要的。