Çift-Fazlı Titanyum Alaşımlı Isıtıcı Borudaki Alfa-Fazın Hacim Kesri, Hidrojen Difüzyon Katsayısını ve Gecikmeli Hidrit Çatlaması için Eşik Stresini Nasıl Değiştirir?

Çift-fazlı titanyum alaşımlarındaki (örneğin Grade 5, Ti-6Al-4V) hidrojen difüzyon davranışı, alfa-fazının (HCP) ve beta fazının (BCC) hacim oranı tarafından kontrol edilir. Beta fazında (BCC yapısı), hidrojen alfa fazına göre daha hızlı yayılır. alfa fazının daha büyük hacim oranı, daha düşük etkili hidrojen difüzyon katsayısına ve gecikmiş hidrit çatlamasının (DHC) daha büyük eşik stresine karşılık gelir. 5. sınıf bir alaşım için (yüzde 50 ila 60 civarında alfa), difüzyon katsayısı orta düzeydedir ve DHC için eşik gerilimi 150 ila 200 megapaskaldır.

DHC Direnci ve Kantitatif Alfa-Faz Kesri

Alfa-Faz Hacmi Kesri (%) Alaşım Örneği H Difüzyon Katsayısı (cm2/s, 25 derece) DHC Eşik Stresi (MPa) 100 Derece 2 (ticari olarak saf) 2 × 10-10 120–180 70 Derece 9 (Ti-3Al-2,5V) 5 × 10-10 160–220 50–60 Derece 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
Alfa-Faz Kesirinin Hidrojen Toleransı Üzerindeki Etkisi

Alfa Kesri (%)|İzin Verilen Maksimum H<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 İyiÇok İyi 0 600-1.000 Mükemmel
Mühendislik Tavsiyesi

Increasing DHC threshold stress for hydrogen-rich sour service (H2S partial pressure >0,1 bar) Daha düşük alfa fazı hacim oranına sahip çift fazlı alaşımları belirtin (örn. Derece 5 veya Beta-C). Mühendis alfa-faz yüzdesini ayarlayarak hidrojen toleransını artırır.