鈦棒及鈦合金是20世紀50年代興起的一種重要金屬結構材料，其中TC4合金是國內外應用廣泛的a+盧型鈦合金，由于它具有比強度高、耐腐蝕性好和綜合性能優(yōu)越等特點(diǎn)，在航空航天、化工機械、醫藥工程等行業(yè)得到廣泛應用。鈦棒廠(chǎng)家TC4合金常見(jiàn)的缺陷有合金元素的偏析和夾雜物、鑄造組織的殘留、脆化層、氫脆以及脆性和鍛造裂紋等。

某單位在對TC4鈦合金棒料加工的產(chǎn)品進(jìn)行機加工時(shí)發(fā)現在其表面上有一處4.3mmX0.68mm左右的裂紋，為分析該缺陷產(chǎn)生的原因，避免類(lèi)似缺陷的發(fā)生，采用各種理化檢驗手段對該TC4鈦合金產(chǎn)品進(jìn)行了分析。

TC4棒改鍛環(huán)件工藝是在950°C兩火次加熱，鍛造成餅材，餅材擴口成環(huán)材，其缺陷的產(chǎn)生有可能是因為改鍛工藝不當造成開(kāi)裂，也有可能是棒材本身存在著(zhù)冶金缺陷如夾雜、偏析、氣孔等，而在隨后的改鍛過(guò)程中由冶金缺陷造成開(kāi)裂。

通過(guò)理論計算，得出此套電腦橫機天橋專(zhuān)用夾具的設計是完全符合理論設計要求的。于是筆者制造出了此套夾具的實(shí)物，并將其安裝到Vcentei-70高精度數控加工中心的工作臺上進(jìn)行實(shí)際加工驗證。然后將加工出來(lái)的橫機天橋零件成品放到三坐標測量機中進(jìn)行精確的精度測量，得出其兩夾角的角度誤差在0.2°～0.6°范圍內，符合技術(shù)要求。由于這套夾具可以非常方便快速地實(shí)現天橋零件的加工定位，而不需要再通過(guò)其他方式找正，因此適合天橋零件的大批量生產(chǎn)。

綜合缺陷的左、右特征可以判斷此缺陷是由于氧化的海綿鈦在熔煉過(guò)程中形成的，海綿鈦微弱氧化熔化后形成低密度偏析缺陷區，海綿鈦嚴重氧化熔化后形成富氧的夾雜，此缺陷是冶金缺陷。缺陷區富氧含碳和少量氮會(huì )使此區域硬度增高和變脆，有時(shí)還會(huì )形成脆性相T^Al，在熱鍛造過(guò)程中，此區域變形能力和變形協(xié)調能力都很差，熔煉形成的粗大的片狀a和亮塊很難破碎，組織易表現為粗大，也易產(chǎn)生裂紋，是對材料危害比較大的缺陷。

根據熔煉工藝，此類(lèi)缺陷容易在鑄錠的底部出現，熔化起弧時(shí)，起弧電流不穩定容易使底部鋪撒的海綿鈦氧化和熔化的不充分，形成夾雜和偏析區，探傷時(shí)不易發(fā)現。為了防止此缺陷給產(chǎn)品帶來(lái)的危害，鑄錠的底部應鋸切掉名義直徑6%～8%的長(cháng)度。