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钛合金氢脆

钛合金氢脆钛氢脆的特点和规律是什么?

()钛的氢脆损伤属于氢化物型氢脆损伤。氢化物型氢脆的特点是仅在高速变形时发生脆性断裂,在低速变形时通常不表现出氢脆敏感性。当钛中的氢含量高于0.03%时,断面缩短率会受到影响,而当氢含量低于0.05%时,其抗拉强度、屈服强度和延伸率基本不变。这表明常规力学性能对钛的氢脆不敏感。(2)钛被铁划伤和污染的位置,因为钛表面镶嵌有铁颗粒,往往是点腐蚀的触发点,也是氢进入的突破点。溶解在钛中的杂质铁,甚至富铁相作为第二相,对点腐蚀、吸氢和氢脆不敏感。(3)钛的氢脆敏感性与点蚀相同,表面预处理条件影响较大。阳极氧化或热氧化表面最抗吸氢和氢脆,酸洗(硝酸加氢氟酸)或退火表面次之,机械抛光或机械喷砂抗吸氢和氢脆。能力最差。这表明处于活性状态的钛总是简单地吸氢,钛表面完整的氧化膜是防止吸氢和防止氢脆的有用屏障。(4)钛的吸氢通常通过以下途径产生:(a)高温(度)氢气气氛或含氢气氛;(b)缝隙腐蚀或还原性无机酸腐蚀过程中产生的新生氢;(c))电偶腐蚀或阴极维护过程中产生的氢气;(d)海水电解中的钛处于阴极状态(电位0.70V)。为此,为保证钛不吸氢,钛在海水中的电位应控制在0.70V以上。(5)在3-2的pH值范围内,钛的氧化膜是稳定的,是氢渗透的有用屏障。在上述pH值范围内,短期阴极充氢实验未发现吸氢现象。如果pH值在上述范围之外,估计氧化膜不稳定,所以维持效果很弱,氧化膜的维持不利于氢进入钛基体。长期实验表明,在中性盐水中,当阴极电位低于0.7V时,阴极电位会引起吸氢。在非常大的阴极电流密度下(电极电位比-.OVSCE更负),它可以加速吸氢并最终在室温下引起氢脆。

钛及钛合金材料氢脆的危害

在钛及钛合金中,氢可以溶解在β相和a相中,也可以以γ相(氢化物)的形式存在。氢会降低钛的a+β/β相变点,并且是一种间隙β稳定元素。当钛及钛合金中的氢含量小于0.%时,可以防止氢化物型氢脆。但应力引起的氢化物氢脆和可逆氢脆在钛和钛合金中难以避免。氢对钛及钛合金性能的主要影响是氢脆。降低钛及钛合金氢脆的主要措施是降低氢含量。实践证明,原材料严格控制:真空冶炼,中性或氧化气氛或加工过程中的涂层;热处理时避免还原气氛;在惰性气氛或真空保护下焊接,尽量避免碱性酸洗中氢气增加等都是有效的。此外,铝和锡可以增加氢在钛中的固溶度;β-稳定元素可以增加β相的数量,增加氢在钛及钛合金中的溶解度,降低钛及钛合金对氢化物和应力诱导氢化物型氢脆敏感性的影响。钛的吸氢构成氢化物,造成腐蚀破坏。大致有以下几种情况:()如果氢分散速度慢,氢化物主要聚集在钛表面,则表面氢化物变脆脱落,腐蚀加速。(2)氢分散到应力场在应力作用下会聚的位置,形成氢化物。由于内部微裂纹在应力作用下弥散渗透,形成氢致裂纹。(3)钛基体吸收大量氢,造成钛材料的氢脆损伤。

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