张 晋，吕华江，曹 瑞，李 楠，张新胜

（新疆湘润新材料科技有限公司，新疆 哈密 839000）

工业纯钛是目前应用最广泛的钛及钛合金材料，主要用于要求高塑性、适当强度、良好的耐腐蚀性及可焊接的场合，其冷热加工性能好，可生产各种规格的板材、棒材、型材、带材、管材和箔材［1］。杂质元素铁、碳、氧、氮、氢等的含量对工业纯钛的力学性能有很大影响。氧元素是稳定α相的元素，它能扩大α相区，提高α→β转变温度。氧元素在α相中溶解度可达到14.5%，占据钛的密排六方的间隙位置，形成间隙固溶体，使其密排六方晶格发生畸变，阻碍了位错运动，同时使钛晶格的长短轴之比c／a增大，钛的滑移系减少，从而导致强度上升、塑形下降［2］。在英国和美国3／4数量的工业纯钛，是通过人为添加氧元素来获得所需要的强度［3］。要获得性能稳定的钛材，铸锭中氧元素的均匀性就必须严格控制。

在生产实际中，纯钛成品铸锭氧含量应该是高于配料值的，通过合理配料和严格的生产工艺控制，可以生产出预定范围内符合成分要求的纯钛铸锭。在生产高氧含量的铸锭时，需要加入氧添加剂，在经过两次真空自耗电弧炉熔炼后，取样检测显示几乎所有铸锭的底部氧含量都比其配料值低，而且配料值越高偏差越大，整个铸锭氧含量也不均匀。氧含量的不均匀会导致材料性能的波动，提高氧含量的均匀性，成为生产中必须解决的问题。

结合实际生产，对直径Ф1 040 mm、重量为9 t的高氧纯钛铸锭的脱氧现象、氧含量均匀性进行了分析和研究，通过实践不断摸索，最终采用梯度加氧的方法解决了脱氧和氧含量均匀性问题，生产出符合成分要求且氧元素均匀的高氧纯钛铸锭，对大规格纯钛铸锭的工业化生产具有一定的指导意义。……