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氫脆在鈦及鈦合金材料中的危害

來源:鈦棒,鈦板,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金,鈦材 發布時間:2016-5-23 10:36:20
在鈦及鈦合金中,氫可固溶于β相和a相,也可以γ相(氫化物)形式存在。氫降低鈦的a+β/β相變點,是一種間隙型β穩定元素。當鈦及鈦合金中氫含量小于0.020%時,可防止發生氫化物型氫脆。但是應力感生氫化物氫脆和可逆氫脆在鈦及鈦合金中是很難避免的。氫對鈦及鈦合金性能的影響主要表現為氫脆。
 
要減少鈦及鈦合金的氫脆,主要措施是減少氫含量。實踐證明,嚴格控制原料:采用真空熔煉,在加工中采用中性或氧化性氣氛或采用涂層;熱處理中避免還原氣氛;在惰性氣氛或真空保護下進行焊接,堿酸洗中盡量避免增氫等等都是有效的。此外,鋁、錫能提高氫在a鈦中的固溶度;β穩定元素可通過增加β相的數量,提高氫在鈦及鈦合金中的溶解能力,都減少鈦及鈦合金對氫化物及應力感生氫化物型氫脆的敏感性。但是鈦合金中的氧是促進氫脆的。
 
鈦的吸氫構成氫化物致使腐蝕損壞的情況大致有以下幾種情況:(1)假如氫的分散速度較慢,氫化物主要會集在鈦外表,則外表氫化物 產生脆性脫落然后致使腐蝕加速;(2)氫在應力作用下分散到應力場會集的方位構成氫化物,因為內部微裂紋在應力作用下的分散貫通,構成氫致開裂:(3)鈦基體全面很多吸氫,致使鈦材的氫脆損壞。
 
的氫脆具有如下特色和規則:
 
(1)鈦的氫脆損壞屬于氫化物型氫脆損壞,氫化物型氫脆的特色是在高速變形下才呈現脆性斷裂,而在低速變形時,通常不呈現 氫脆靈敏性。當鈦中氫含量高于0.03%時才會影響斷面縮短率, 而氫含量低于0.05%時,拉伸強度、屈從強度和延伸率根本不變。 這標明慣例力學性能關于判別鈦的氫脆是不靈敏的。
 
(2)鈦被鐵器擦傷和污染的方位,因為鈦的外表鑲嵌了鐵的微粒,常常是點腐蝕的引發點,又是氫進人的突破口。而固溶在鈦中 的雜質鐵,乃至作為第二相存在富鐵相,關于點腐蝕或吸氫和氫脆 都不靈敏。
 
(3)鈦的氫脆靈敏性與點腐蝕相同,外表預處理狀況的影響很大。陽極氧化或熱氧化的外表抗吸氫和氫脆的能力最強,酸洗(硝 酸加氫氟酸)或退火的外表次之,機械磨光或機械噴砂的外表抗吸 氫和氫脆的能力最差。這標明處于活性狀況的鈦老是簡單吸氫的,鈦外表完好的氧化膜是阻撓吸氫然后避免氫脆的有用屏障。
 
(4)的吸氫通常經過下列路徑產生:(a)高溫(>300度)的氫氣氛或含氫氣氛;(b)縫隙腐蝕或還原性無機酸腐蝕時發生的初生態氫;(c)電偶腐蝕或陰極維護時發生的氫;(d)海水電解 中鈦處于陰極狀況(電位<0.70V)。為此,為了確保鈦不吸氫, 應將鈦在海水中的電位控制在一0.70V以上。
 
(5)在pH值坐落3-12規模中,鈦的氧化膜是安穩的,它是氫浸透的有用屏障在上述pH值規模內,短期陰極充氫實驗沒有發現吸氫表象。假如pH值在上述規模之外,估計氧化膜是不安穩的,因而維護作用很弱,氧化膜維護性的殘缺有利于氫進入鈦基體。長時間實驗標明,在中性鹽水中,陰極電位低于一0.7V時能夠致使氫吸收。在十分大的陰極電流密度下(電極電位比一1.OVSCE更負),能夠加速氫吸收并最終致使室溫下的氫脆表象。
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