ผลกระทบของปริมาณไฮโดรเจนต่อโลหะผสมไทเทเนียมเป็นหนึ่งในประเด็นหลักในด้านวัสดุศาสตร์ของโลหะผสมไททาเนียม ซึ่งโดยหลักแล้วแสดงให้เห็นว่ามีความเสี่ยงที่ไฮโดรเจนจะเกิดการเปราะ ไทเทเนียมมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับไฮโดรเจนอย่างมาก และดูดซับได้ง่ายในระหว่างการถลุง การทำงานที่ร้อน การเชื่อม และการบริการ ส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลง

I. การควบคุมปริมาณไฮโดรเจนและการหลอมสุญญากาศ

ปริมาณไฮโดรเจนที่มากเกินไปจะช่วยลดความเหนียวในการรับแรงกระแทกและความต้านทานแรงดึงที่มีรอยบากของอุปกรณ์ท่อไทเทเนียม ส่งผลให้มีความเปราะเพิ่มขึ้น ดังนั้น โดยทั่วไปแล้วปริมาณไฮโดรเจนในข้อต่อท่อไทเทเนียมจะต้องไม่เกิน 0.015% เพื่อลดการดูดซึมไฮโดรเจนในระหว่างการอบชุบ จะต้องกำจัดรอยนิ้วมือ รอยขีดข่วน จาระบี และสารตกค้างอื่นๆ ก่อนการบำบัด และต้องแน่ใจว่าไม่มีไอน้ำภายในเตาเผา หากปริมาณไฮโดรเจนเกินขีดจำกัด จะต้องดำเนินการอบอ่อนแบบสุญญากาศเพื่อกำจัดไฮโดรเจนออก

ครั้งที่สอง การควบคุมการปนเปื้อนของออกซิเดชันและกระบวนการบำบัดความร้อน เมื่ออุณหภูมิบำบัดความร้อนไม่เกิน 540 องศา ฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวของอุปกรณ์ไทเทเนียมจะข้นขึ้นอย่างช้าๆ เหนืออุณหภูมินี้ อัตราการเกิดออกซิเดชันจะเร่งอย่างมีนัยสำคัญ และชั้นการแพร่กระจายของการปนเปื้อนของออกซิเดชั่นที่เกิดขึ้นจะเปราะมาก ซึ่งสามารถนำไปสู่การแตกร้าวของพื้นผิวหรือแม้แต่ความล้มเหลวของชิ้นส่วนได้อย่างง่ายดาย วิธีการกำจัดชั้นที่ปนเปื้อนของออกซิเจน ได้แก่ การตัดเฉือน การดองด้วยกรด และการขัดเงาด้วยสารเคมี เพื่อลดการปนเปื้อนจากออกซิเดชั่น ควรลดเวลาในการทำความร้อนให้เหลือน้อยที่สุดในขณะที่ปฏิบัติตามข้อกำหนดของกระบวนการ ควรให้ความสำคัญกับเตาสุญญากาศหรือเตาที่มีการป้องกันก๊าซเฉื่อย-เป็นอันดับแรก และควรหลีกเลี่ยงหรือลดการให้ความร้อนโดยตรงในเตา-อากาศแบบเปิด

ที่สาม ลักษณะประสิทธิภาพที่สำคัญของอุปกรณ์ไทเทเนียม

1. ความต้านทานการกัดกร่อน: แม้ว่าไทเทเนียมจะเป็นโลหะที่ออกฤทธิ์ทางอุณหพลศาสตร์ซึ่งมีศักยภาพสมดุลต่ำและมีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนสูง แต่ก็มีความเสถียรที่ดีเยี่ยมในการออกซิไดซ์ ตัวกลางที่เป็นกลาง และรีดิวซ์อย่างอ่อน ให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่เหนือกว่า

2. ทนความร้อน : ใช้งานได้ต่อเนื่องที่อุณหภูมิ 600 องศาขึ้นไป

3. ไม่ใช่-แม่เหล็กและไม่-เป็นพิษ: ไม่ถูกทำให้เป็นแม่เหล็กในสนามแม่เหล็กแรงสูงและไม่-เป็นพิษ

4. โมดูลัสยืดหยุ่นต่ำ: ประมาณ 57% ของเหล็ก

5. คุณสมบัติการดูดซับก๊าซ: ทำปฏิกิริยากับองค์ประกอบและสารประกอบต่าง ๆ ได้อย่างง่ายดายที่อุณหภูมิสูงและมีความสามารถในการดูดซับก๊าซ

In summary, Hydrogen is one of the most dangerous interstitial elements in titanium alloys. Even trace amounts of hydrogen (>150 ppm) สามารถกระตุ้นให้เกิดการแตกตัวของไฮโดรเจนและการตกตะกอนของไฮไดรด์ ส่งผลให้วัสดุเปลี่ยนจากการแตกหักแบบเหนียวเป็นการแตกหักแบบเปราะ ดังนั้น ตลอดวงจรชีวิตของโลหะผสมไทเทเนียม (การถลุง → การแปรรูป → การเชื่อม → การบริการ) จะต้องรักษาปริมาณไฮโดรเจนให้อยู่ในระดับที่ต่ำมาก และความเสี่ยงในการดูดซึมไฮโดรเจนจะต้องถูกกำจัดทันทีด้วยวิธีการต่าง ๆ เช่น การไล่ก๊าซแบบสุญญากาศ สำหรับการใช้งานที่สำคัญ เช่น การบินและอวกาศ พลังงานนิวเคลียร์ และการดำเนินงาน-ใต้ท้องทะเลลึก ความแม่นยำในการควบคุมปริมาณไฮโดรเจนมักจะกำหนดความน่าเชื่อถือของส่วนประกอบโดยตรง

ติดต่อ:garychen3215@hotmail.com

มือถือ/WhatsApp: +86 13092900605