Η επίδραση της περιεκτικότητας σε υδρογόνο σεκράματα τιτανίουείναι ένα από τα κεντρικά ζητήματα στην επιστήμη των υλικών των κραμάτων τιτανίου, που εκδηλώνεται κυρίως ως ο κίνδυνος ευθραυστότητας του υδρογόνου. Το τιτάνιο έχει πολύ ισχυρή συγγένεια με το υδρογόνο και το απορροφά εύκολα κατά τη διάρκεια της τήξης, της θερμής κατεργασίας, της συγκόλλησης και της λειτουργίας, οδηγώντας σε επιδείνωση της απόδοσης.
I. Έλεγχος περιεκτικότητας σε υδρογόνο και ανόπτηση υπό κενό
Η υπερβολική περιεκτικότητα σε υδρογόνο μειώνει την αντοχή σε κρούση και την αντοχή στον εφελκυσμό των εξαρτημάτων σωλήνων τιτανίου, οδηγώντας σε αυξημένη ευθραυστότητα. Επομένως, η περιεκτικότητα σε υδρογόνο στα εξαρτήματα σωλήνων τιτανίου συνήθως απαιτείται να μην είναι μεγαλύτερη από 0,015%. Για να ελαχιστοποιηθεί η απορρόφηση υδρογόνου κατά τη θερμική επεξεργασία, τα δακτυλικά αποτυπώματα, οι γρατσουνιές, το λίπος και άλλα υπολείμματα πρέπει να αφαιρεθούν πριν από την επεξεργασία και πρέπει να διασφαλιστεί ότι δεν υπάρχουν υδρατμοί μέσα στον κλίβανο. Εάν η περιεκτικότητα σε υδρογόνο υπερβαίνει το όριο, πρέπει να πραγματοποιηθεί ανόπτηση υπό κενό για την απομάκρυνση του υδρογόνου.
II. Έλεγχος της μόλυνσης από οξείδωση και των διαδικασιών θερμικής επεξεργασίας Όταν η θερμοκρασία θερμικής επεξεργασίας δεν υπερβαίνει τους 540 βαθμούς, το φιλμ οξειδίου στην επιφάνεια των εξαρτημάτων τιτανίου πυκνώνει αργά. πάνω από αυτή τη θερμοκρασία, ο ρυθμός οξείδωσης επιταχύνεται σημαντικά και το προκύπτον στρώμα διάχυσης της μόλυνσης από οξείδωση είναι πολύ εύθραυστο, γεγονός που μπορεί εύκολα να οδηγήσει σε επιφανειακή ρωγμή ή ακόμα και αστοχία των εξαρτημάτων. Οι μέθοδοι για την αφαίρεση του στρώματος μόλυνσης με οξυγόνο περιλαμβάνουν μηχανική κατεργασία, οξίνιση και χημική στίλβωση. Για τον μετριασμό της μόλυνσης από οξείδωση, ο χρόνος θέρμανσης θα πρέπει να ελαχιστοποιείται όσο το δυνατόν περισσότερο, ενώ πληρούνται οι απαιτήσεις της διαδικασίας. Οι κλίβανοι κενού ή οι κάμινοι με προστασία αδρανούς αερίου-θα πρέπει να έχουν προτεραιότητα και η άμεση θέρμανση σε φούρνους ανοιχτού-αέρα θα πρέπει να αποφεύγεται ή να ελαχιστοποιείται.
III. Βασικά χαρακτηριστικά απόδοσης των εξαρτημάτων τιτανίου
1. Αντοχή στη διάβρωση: Αν και το τιτάνιο είναι ένα θερμοδυναμικά ενεργό μέταλλο με χαμηλό δυναμικό ισορροπίας και ισχυρή τάση διάβρωσης, παρουσιάζει εξαιρετική σταθερότητα σε οξειδωτικά, ουδέτερα και ασθενώς αναγωγικά μέσα, προσφέροντας ανώτερη αντοχή στη διάβρωση.
2. Αντίσταση στη θερμότητα: Μπορεί να χρησιμοποιηθεί συνεχώς σε θερμοκρασίες 600 μοιρών ή υψηλότερες.
3. Μη-μαγνητικό και μη-τοξικό: Δεν μαγνητίζεται σε ισχυρά μαγνητικά πεδία και είναι μη-τοξικό.
4. Χαμηλό μέτρο ελαστικότητας: περίπου 57% αυτό του χάλυβα.
5. Ιδιότητες απορρόφησης αερίων: Αντιδρά εύκολα με διάφορα στοιχεία και ενώσεις σε υψηλές θερμοκρασίες και έχει την ικανότητα να απορροφά αέρια.
In summary, Hydrogen is one of the most dangerous interstitial elements in titanium alloys. Even trace amounts of hydrogen (>150 ppm) μπορεί να προκαλέσει ευθραυστότητα υδρογόνου και καθίζηση υδριδίου, προκαλώντας τη μετάβαση του υλικού από όλκιμο σε εύθραυστο κάταγμα. Επομένως, καθ' όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής των κραμάτων τιτανίου (τήξη → επεξεργασία → συγκόλληση → σέρβις), η περιεκτικότητα σε υδρογόνο πρέπει να διατηρείται σε εξαιρετικά χαμηλά επίπεδα και ο κίνδυνος απορρόφησης υδρογόνου πρέπει να εξαλειφθεί αμέσως με μεθόδους όπως η απαέρωση υπό κενό. Για κρίσιμες εφαρμογές όπως η αεροδιαστημική, η πυρηνική ενέργεια και οι επιχειρήσεις βαθιάς-θαλασσιάς, η ακρίβεια του ελέγχου της περιεκτικότητας σε υδρογόνο συχνά καθορίζει άμεσα την αξιοπιστία των εξαρτημάτων.
Επαφή:garychen3215@hotmail.com
Κινητό/WhatsApp: +86 13092900605
