Hvordan endrer volumfraksjonen av alfa-fase i et dobbelt-oppvarmingsrør i titanlegering hydrogendiffusjonskoeffisienten og terskelspenningen for forsinket hydrid-sprekking?

Hydrogendiffusjonsadferd i dobbel-fase titanlegeringer (f.eks. klasse 5, Ti-6Al-4V) kontrolleres av volumfraksjonen av alfa-fase (HCP) og betafase (BCC). I betafasen (BCC-strukturen) diffunderer hydrogen raskere enn i alfafasen. større volumandel av alfa-fase tilsvarer lavere effektiv hydrogendiffusjonskoeffisient og større terskelspenning for forsinket hydrid-cracking (DHC). For en klasse 5-legering (rundt 50 til 60 prosent alfa) er diffusjonskoeffisienten moderat og terskelspenningen for DHC er 150 til 200 megapascal.

DHC-motstand vs. kvantitativ alfa-fasebrøk

Alfa-Fasevolumfraksjon (%) Legering Eksempel H Diffusjonskoeffisient (cm2/s, 25 grader ) DHC-terskelspenning (MPa) 100 Grade 2 (kommersielt ren) 2 × 10-10 120–180 70 Grade 9 (Ti-3Al-2.5V)–{{12}-Grad 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
Påvirkning av alfa-fasefraksjonen på hydrogentoleranse

Alfabrøk (%)|Maks tillatt H for<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 Bra Veldig bra 0 600-1 000 Utmerket
Ingeniørråd

Increasing DHC threshold stress for hydrogen-rich sour service (H2S partial pressure >0,1 bar) Spesifiser tofaselegeringer med lavere alfafasevolumfraksjon (f.eks. Grade 5 eller Beta-C). Ingeniøren forbedrer hydrogentoleransen ved å justere alfa-faseprosenten.