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氫對鈦管及鈦棒組織和性能的影響

來源:鈦棒,鈦板,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金 發布時間:2014-10-8 12:36:59
氫在鈦管及鈦棒中的作用。在一個工業大氣壓下,氫在β鈦中的最大固溶度約為2.0%(49%原子)。氫在a鈦中最大固溶度約為0.18%(7.8%原子),出現在319度。在此溫度發生下列共析轉變,其共析點約為1.62%(44%原子)。β=a+γ 共析溫度為281度,此時氫在a鈦中最大固溶度為0.13%(6.3%原子)。γ相是TiH2化合物,具有面心立方晶格,a=4.44埃。當溫度降到低到125度時,氫在a鈦中固溶度急劇下降,約為0.001~0.0029%(0.05~0.14%原子)。應該指數,氫在a鈦及β鈦中的溶解度中的溶解度受溫度和壓力的影響。鈦及氫的交互作用是可逆的。 

氫降低鈦管及鈦棒的a+β/β相變點,是一種間隙型β穩定元素。氫對鈦及鈦合金性能的影響主要表現為氫脆。在鈦及鈦合金中氫可以造成各種氫脆源,引起低應力脆斷,因此,可以被利用來制備鈦及鈦合金粉末。其作法是把鈦及鈦合金原料(如切屑、邊角料等)在300~400度于氫氣氣氛中氫化變脆,經球磨玻碎制成粉末。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。總之,不同的情況出現不同的氫脆類型。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。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。鈦與氫的反應是可逆的,在0.0004毫米汞柱的真空下,于600~900度退火2~4小時,可使鈦及鈦合金的氫含量降低到0.01%以下。
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