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任务八致密钛的生产知识点：钛真空熔炼理论基础

钛真空熔炼理论基础

《轻金属冶金生产》项目五钛冶金生产

在真空熔炼过程中，从固态到熔化成液态金属的过程中都可以除去气体和易挥发的杂质，不过在熔化以前，只能除去吸附的气体，而大量的气体杂质是在金属熔化后才能除去，所以，液态时的精炼作用是主要的，其原因是气体在固态金属晶格中扩散速度很慢，而在液态金属中的扩散速度相当快，且熔池中的搅拌作用，对气体杂质的挥发除去也是有利的。因此，我们只研究液态金属中去除杂质的原理钛真空熔炼理论基础

《轻金属冶金生产》项目五钛冶金生产

（1）脱氮过程氮在金属中有两种形态，当金属氮含量小于氮的溶解度时，氮以间隙固溶体形式存在；当氮含量超过溶解度时，除固溶体外，超过溶解度的氮与金属组成氮化物。

①氮化物的离解从热力学可知，当氮化物的离解压超过气相中氮的分压时，则氮化物会离解成金属和氮气。TiN的离解脱氮温度与炉内真空度有关。升高温度或升高真空度都有利于氮化物的离解，而且真空度越高，则要求的离解温度可适当降低。

②溶解氮的去除根据西华特定律，在一定温度下，双原子气体在大多数金属中的溶解度与它在气相中分压的平方根成正比。因此，降低熔炼室的氮分压，利于降低氮的溶解度。为保证金属钛中溶解的氮被充分去除，应力求在高温和高真空下进行熔炼。钛真空熔炼理论基础

《轻金属冶金生产》项目五钛冶金生产

（2）脱氢过程氢在钛中的形态和氮相似，因此，脱氢的原理及影响因素都与脱氮基本相同，不过其特点是氢化物的稳定性远比氮化物差，所以熔炼过程中脱氢并不困难，一般在物料熔化以前大部分氢已被脱除。（3）脱氧过程由于钛对氧的亲和力很大，故不能像氮、氢一样通过氧化物的离解而脱氧；而当真空度较低时，钛往往能吸收氧，使氧含量升高。对于钛来说，以常用的脱氧方法（用碳脱氧，低价氧化物的挥发，活性金属脱氧）除氧都未能得到满意的结果。要除去钛中的氧，只有在高温和高真空条件下才有可能，故在真空电弧炉内除去钛中的氧是比较困难的。钛真空熔炼理论基础

《轻金属冶金生产》项目五钛冶金生产

（4）脱碳过程

对于大多数金属来说，可以利用碳、氧的反应除去碳，对于钛而言，除去其中的碳与脱氧一样，是比较困难的。

（5）金属杂质的除去在熔炼温度不变的情况下，挥发除去金属和非金属杂质，主要决定于杂质的饱和蒸气压和熔炼炉内的真空度。熔炼金属中杂质的饱和蒸气压与下列因素有关：杂质元素处于纯净状态时的饱和蒸气压；杂质在熔融金属中的浓度；熔炼温度;杂质与提纯金属间的化学反应。综合上面热力学分析可得出以下结论

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