Hur förändrar volymfraktionen av alfas-fas i ett dubbelfas-uppvärmningsrör av titanlegering vätediffusionskoefficienten och tröskelspänningen för fördröjd hydridsprickning?

Vätediffusionsbeteende i dubbel-tianlegeringar (t.ex. grad 5, Ti-6Al-4V) styrs av volymfraktionen av alfa-fas (HCP) och beta-fas (BCC). I betafasen (BCC-strukturen) diffunderar väte snabbare än i alfafasen. större volymandel av alfafas motsvarar lägre effektiv vätediffusionskoefficient och högre tröskelspänning för fördröjd hydridsprickning (DHC). För en legering av klass 5 (cirka 50 till 60 procent alfa) är diffusionskoefficienten måttlig och tröskelspänningen för DHC är 150 till 200 megapascal.

DHC-motstånd vs. kvantitativ alfa-fasfraktion

Alfa-Fasvolymfraktion (%) Legering Exempel H Diffusionskoefficient (cm2/s, 25 grader) DHC Tröskelspänning (MPa) 100 Grade 2 (kommersiellt ren) 2 × 10-10 120–180 70 Grade 9 (Ti-3Al-2.5V)–{{12} Grade 5 (Ti-6Al-4V) 8 × 10-10 180–250 30–40 Beta-C (Ti-35V-15Cr) 2 × 10-9 200–280 0 Beta-21S (Ti-15Mo-3Al-3Nb) 5 × 10-9 250–350
Inverkan av alfas-fasfraktionen på vätetolerans

Alfafraktion (%)|Max tillåtet H för<0.1 mm/year Crack Growth (ppm) | Recommended for Sour Service 100 | 150-200 |Marginal 70 200-300 Acceptable
50–60 300–400 30 - 40 400 - 600 BraMycket Bra 0 600-1 000 Utmärkt
Ingenjörsrådgivning

Increasing DHC threshold stress for hydrogen-rich sour service (H2S partial pressure >0,1 bar) Ange tvåfaslegeringar med lägre alfafasvolymfraktion (t.ex. Grad 5 eller Beta-C). Ingenjören förbättrar vätetoleransen genom att justera alfa-fasprocenten.