钛是如何生产的

钛金属通过三个一般步骤从矿石生产到研磨产品：

将矿石化学还原成海绵（团聚的颗粒类似于海海绵）；熔化海绵（通常与钛废料结合）形成锭；最后，将钢锭转化为可销售的轧机产品。

将矿石精炼成金属海绵的化学过程是一个复杂的多步骤、高温分批过程，是劳动、能源和资本密集型的过程。尽管尝试对其进行改进，但该过程从一开始就基本保持不变。

将海绵变成铸锭很复杂，而且无论使用哪种熔炼方法——真空电弧重熔(VAR)、电子束冷炉熔炼(EBCHM)或等离子弧熔炼(PAM)——它都非常耗能。与矿石化学还原过程一样，它必须在真空或惰性气氛中进行，以控制会损害金属结构完整性的反应性污染。

最后一步，将钛锭热机械转化为轧制产品（棒材、板材、片材、棒材等）的方法与其他金属大致相同。但是，金属的高反应性再次发挥了关键作用。金属被加热到适当的温度，加工成下一个增量尺寸或形状（主要通过锻造或轧制），然后冷却、调节和检查。然后重复该过程，直到达到最终的轧机形状和尺寸。然而，当金属暴露在高温空气中时会发生反应，吸收额外的氧气和氮气，在整个表面形成坚硬、易碎、壳状的富氧金属相，称为“α壳”。与母金属相比，α壳层的机械性能大大降低。此外，随着金属冷却，表面裂纹形成，可以延伸到材料中5%或更多的深度，并且它们也被alpha外壳覆盖。除非去除alpha外壳层和裂纹，否则额外的热机械加工只会使裂纹和缺陷更深地进入金属，损害其性能和疲劳特性，在下一个调节步骤中造成更大的产量损失。

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