Как объемная доля альфа--фазы в двухфазной нагревательной трубке из титанового сплава меняет коэффициент диффузии водорода и пороговое напряжение для замедленного гидридного растрескивания?

Поведение диффузии водорода в двух-фазных титановых сплавах (например, класс 5, Ti-6Al-4V) контролируется объемной долей альфа-фазы (HCP) и бета-фазы (BCC). В бета-фазе (структура ОЦК) водород диффундирует быстрее, чем в альфа-фазе. большая объемная доля альфа-фазы соответствует меньшему эффективному коэффициенту диффузии водорода и большему пороговому напряжению замедленного гидридного растрескивания (ЗГК). Для сплава класса 5 (около 50–60 процентов альфа) коэффициент диффузии умеренный, а пороговое напряжение для DHC составляет от 150 до 200 мегапаскалей.

Сопротивление DHC в сравнении с количественной фракцией альфа-фазы

Альфа-Объемная доля фазы (%) Пример сплава H Коэффициент диффузии (см2/с, 25 градусов) Пороговое напряжение DHC (МПа) 100 Класс 2 (техническая чистота) 2 × 10-10 120–180 70 Класс 9 (Ti-3Al-2,5V) 5 × 10-10 160–220 50–60 Класс 5 (Ti-6Al-4V) 8 × 10-10 180–250 30–40 Бета-С (Ti-35V-15Cr) 2 × 10-9 200–280 0 Бета-21S (Ti-15Mo-3Al-3Nb) 5 × 10-9 250–350
Влияние фракции альфа-фазы на толерантность к водороду

Альфа-фракция (%)|Макс. допустимая H для<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 ХорошоОчень хорошо 0 600-1,000 Отлично
Инженерные консультации

Increasing DHC threshold stress for hydrogen-rich sour service (H2S partial pressure >0,1 бар) Укажите двухфазные сплавы с более низкой объемной долей альфа-фазы (например, класс 5 или бета-C). Инженер повышает устойчивость к водороду, регулируя процентное содержание альфа-фазы.