評價鈦及鈦合金鑄錠冶金質量的好壞，主要有以下幾點：①化學成分均勻，各合金元素含量不僅達到標準要求，而且要穩定地控制在一個最佳的含量水平；②主要雜質（Fe，O等）含量控制在適當范圍，其它雜質符合標準要求；③鑄錠內部無雜質、偏析、氣孔、裂紋、縮孔和疏松等冶金缺陷；④鑄錠表面光滑，無冷隔、折皺等表面缺陷，頭部縮孔切除量小，鑄錠成品率高；⑤合理的形狀和精確的尺寸，適合壓力加工的要求，否則會增加工藝廢品，降低成品率。其中與熔煉工藝相關的冶金缺陷主要是第③點和第④點，即成分偏析和表面質量。鈦合金中的偏析主要包括α偏析和β偏析兩大類。在熔化過程中，鑄錠自下而上地在結晶器中連續凝固增高，冷卻條件、熔池形狀和深度等均不是一成不變的，合金元素在凝固結晶時的分配系數各異，這樣，不可避免地使合金元素或化合物在樹枝狀晶間畜集而形成偏析。偏析程度與原料質量、粒度、合金元素在電極中的分布和分配系數、凝固速率、熔煉時的掉塊、熔池深淺、液相的自然和受迫運動、擴散、晶粒尺寸及晶體形成的方式等諸多因素有關，還與具體操作工藝如熔煉速度、磁場攪拌等有關。

1、宏觀偏析

盡管VAR熔煉鈦合金的鑄錠偏析問題與熔煉鋼和超合金的偏析問題非常相似，但鈦合金仍具有其獨特的地方。近α合金和純鈦具有非常小的固液相區間，其凝固模式類似于純金屬。只有β合金和近β合金的凝固模式具有枝晶界面。另外，鈦合金凝固時以固溶β晶粒的形式析出，一般不出現一次析出沉淀相。

α合金、近α合金和CPTi的凝固前沿為平面狀，凝固過程中只有出現宏觀偏析的可能性，在大截面的鑄錠中，注意控制Al和微量元素0，Fe，Cu的宏觀偏析。Al含量偏析主要是由補縮階段熔煉速度降低引起的Al揮發損失增加造成的。

β合金和近β合金的凝固前沿為枝晶狀，有可能出現一次枝晶間的微觀偏析。這種合金不易出現宏觀偏析，但可能出現β斑或環狀偏析。β斑是β穩定元素較多的區域。環狀偏析的形成原因為，在枝晶凝固前沿存在微量的溶質富集，當熔煉速度或功率變化時，凝固平衡被破壞而引起溶質含量變化，同時引起凝固界面中溶質含量變化。這種成分變化一般很小，低于10%溶質含量。因此，環狀偏析的寬度也很小，一般低于100-300um。

2、微觀偏析

α偏析又可分為Ⅰ型偏析和Ⅱ型偏析。很早以前，人們在使用鈦材時就注意到材料中有一些徽小的α相富集區，這些區域硬度比基體硬度高很多，對這些區域進行分析發現，N，O，C含量較高，人們稱這類缺陷為I型缺陷或硬α缺陷。它是由N，O等a穩定元素局部富集且與鈦形成氮化物和氧化物而引起的。這類化合物的特征是硬而脆。α偏析嚴重損害材料的疲勞強度和塑性，是飛機發動機等用材致命性的缺陷。N，O，C的主要來源是海綿鈦及添入的廢料，或者是在制作自耗電極過程中，焊接帶入。其預防措施主要是嚴格控制海綿鈦質量，提高自耗電極焊接過程的真空度和清潔度。

Ⅱ型缺陷是Al等α穩定元素局部富集而引起的。主要發生在鑄錠上部，表現為局部的Al含量升高，人們又稱這類缺陷為軟α缺陷。這類缺陷的硬度通常與基體硬度相差無幾，具有延伸性，不會因加工帶來裂紋，且較小的缺陷不會對力學性能產生影響。Ⅱ類缺陷不是由于凝固偏析形成的，用傳統的凝固理論不能圓滿地解釋Ⅱ類偏析。D. W.Tripp 等認為是由于鑄錠中縮孔和空洞而引起的。由于在熱的鈦合金鑄錠中形成縮孔，在空洞內部有少量的空氣，且空洞中的氣體壓力十分低。在這種情況下，鋁（或任何在高溫下具有相對高的揮發性的合金化元素）迅速從很熱空洞金屬表面蒸發進入空洞，當達到露點時，蒸氣冷凝或同時在空洞較冷的表面處冷凝。這樣，空洞的某些表面可能形成鋁、錫或其它易蒸發元素的富集，而有些表面有可能形成這些元素的貧化。其預防措施是延長補縮時間，但這樣又會增加這些元素的揮發損失，尤其是當鑄錠直徑較大時。為了解決上述矛盾，可以采取在補縮位置增加元素含量以補償揮發損失或適當地減少補縮時間等方法。

3、微觀偏析

Β穩定元素含量較高的α+β兩相鈦合金、β合金和近β合金容易形成β偏析，其主要表現形式就是所謂的β斑，即β穩定元素局部富集區。β斑的形成原因為，在凝固過程中，在柱狀晶前沿出現等軸品，這些等軸晶簇沉淀在液態熔池底部，由于溶質元素的平衡分配系數不同，等軸晶簇間的液態熔池中的溶質元素含量出現偏析，并被保存下來所至。減少β斑的方法，可從以下三個方面考慮：其一，減小鑄錠的尺寸，使其迅速凝固；其二，把易于引起β斑點元素的含量降低，控制在近于標準的下限水平；其三，只要其他條件允許，可降低熔煉速度，盡量減小熔池深度。

4、合金元素貧化偏析

合金元素貧化偏析又稱為亮偏析，主要表現形式為基體中合金元素的貧化。分析認為，這類偏析的原因主要與原料粒度過大、熔煉過程不正常掉塊以及焊接和熔煉時起弧料使用不當有關。熔煉工藝參數以及電磁攪拌僅起一個輔助作用。對這類偏析，一般采取增加電極機械強度、一個一次鑄錠熔化一個成品鑄錠、增加熔煉次數等措施，同時加強工藝監督，穩定工藝制度。