تأثير محتوى الهيدروجين علىسبائك التيتانيومهي إحدى القضايا المركزية في علم المواد الخاصة بسبائك التيتانيوم، والتي تتجلى في المقام الأول في خطر التقصف الهيدروجيني. يتمتع التيتانيوم بعلاقة قوية جدًا بالهيدروجين ويمتصه بسهولة أثناء الصهر والعمل الساخن واللحام وأثناء الخدمة، مما يؤدي إلى تدهور الأداء.

I. التحكم في محتوى الهيدروجين والتليين بالفراغ

محتوى الهيدروجين الزائد يقلل من صلابة التأثير وقوة الشد المحززة لتجهيزات أنابيب التيتانيوم، مما يؤدي إلى زيادة الهشاشة. ولذلك، فإن محتوى الهيدروجين في تجهيزات أنابيب التيتانيوم مطلوب عادةً ألا يزيد عن 0.015%. لتقليل امتصاص الهيدروجين أثناء المعالجة الحرارية، يجب إزالة بصمات الأصابع والخدوش والشحوم وغيرها من المخلفات قبل المعالجة، ويجب التأكد من عدم وجود بخار ماء داخل الفرن. إذا تجاوز محتوى الهيدروجين الحد، يجب إجراء التلدين الفراغي لإزالة الهيدروجين.

ثانيا. التحكم في التلوث بالأكسدة وعمليات المعالجة الحرارية عندما لا تتجاوز درجة حرارة المعالجة الحرارية 540 درجة، فإن طبقة الأكسيد الموجودة على سطح تجهيزات التيتانيوم تزداد سماكة ببطء؛ فوق درجة الحرارة هذه، يتسارع معدل الأكسدة بشكل كبير، وتكون طبقة الانتشار الناتجة من تلوث الأكسدة هشة للغاية، مما قد يؤدي بسهولة إلى تشقق السطح أو حتى فشل الأجزاء. تشمل طرق إزالة طبقة التلوث بالأكسجين التصنيع، والتخليل الحمضي، والتلميع الكيميائي. للتخفيف من التلوث بالأكسدة، يجب تقليل وقت التسخين قدر الإمكان مع تلبية متطلبات العملية. يجب إعطاء الأولوية لأفران التفريغ أو أفران الغاز الخامل-المحمية، ويجب تجنب التسخين المباشر في أفران الهواء-المفتوحة أو تقليله إلى الحد الأدنى.

ثالثا. خصائص الأداء الرئيسية لتركيبات التيتانيوم

1. مقاومة التآكل: على الرغم من أن التيتانيوم معدن نشط ديناميكيًا حراريًا مع إمكانات توازن منخفضة وميل قوي للتآكل، إلا أنه يُظهر ثباتًا ممتازًا في الوسائط المؤكسدة والمحايدة وضعيفة الاختزال، مما يوفر مقاومة فائقة للتآكل.

2. مقاومة الحرارة: يمكن استخدامها بشكل مستمر عند درجات حرارة تصل إلى 600 درجة أو أعلى.

3. غير-مغناطيسية وغير-سامة: لا تصبح ممغنطة في المجالات المغناطيسية القوية وهي غير-سامة.

4. معامل مرونة منخفض: حوالي 57% من معامل المرونة للفولاذ.

5. خصائص امتصاص الغازات: يتفاعل بسهولة مع مختلف العناصر والمركبات عند درجات الحرارة العالية وله القدرة على امتصاص الغازات.

In summary, Hydrogen is one of the most dangerous interstitial elements in titanium alloys. Even trace amounts of hydrogen (>150 جزء في المليون) يمكن أن يؤدي إلى تقصف الهيدروجين وترسيب الهيدريد، مما يتسبب في انتقال المادة من الكسر المرن إلى الكسر الهش. لذلك، طوال دورة حياة سبائك التيتانيوم بأكملها (الصهر ← المعالجة ← اللحام ← الخدمة)، يجب الحفاظ على محتوى الهيدروجين عند مستويات منخفضة للغاية، ويجب التخلص من خطر امتصاص الهيدروجين على الفور من خلال طرق مثل تفريغ الغاز بالفراغ. بالنسبة للتطبيقات المهمة مثل الفضاء الجوي والطاقة النووية وعمليات-أعماق البحار، غالبًا ما تحدد دقة التحكم في محتوى الهيدروجين موثوقية المكونات بشكل مباشر.

اتصال:garychen3215@hotmail.com

الجوال/الواتساب: +86 13092900605