Bagaimana Fraksi Volume Fase-Alfa dalam Tabung Pemanas Paduan Titanium-Fase Ganda Mengubah Koefisien Difusi Hidrogen dan Tegangan Ambang Batas untuk Retak Hidrida Tertunda?

Perilaku difusi hidrogen dalam paduan titanium-fase ganda (misalnya Kelas 5, Ti-6Al-4V) dikontrol oleh fraksi volume fase alfa-(HCP) dan fase beta (BCC). Pada fase beta (struktur BCC), hidrogen berdifusi lebih cepat dibandingkan fase alfa. proporsi volume fase alfa yang lebih besar berhubungan dengan koefisien difusi hidrogen efektif yang lebih rendah dan tegangan ambang batas perengkahan hidrida tertunda (DHC) yang lebih besar. Untuk paduan kelas 5 (sekitar 50 hingga 60 persen alfa), koefisien difusinya sedang dan tegangan ambang batas untuk DHC adalah 150 hingga 200 megapascal.

Resistensi DHC vs. Alfa Kuantitatif-Faksi Fase

Alfa-Faksi Volume Fraksi (%) Contoh Paduan H Koefisien Difusi (cm2/s, 25 derajat ) Tegangan Ambang DHC (MPa) 100 Kelas 2 (murni komersial) 2 × 10-10 120–180 70 Kelas 9 (Ti-3Al-2.5V) 5 × 10-10 160–220 50–60 Kelas 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
Pengaruh Fraksi-Fase Alfa pada Toleransi Hidrogen

Pecahan Alfa (%)|Maksimum H yang diijinkan untuk<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 BagusSangat Bagus 0 600-1,000 Luar Biasa
Saran Teknik

Increasing DHC threshold stress for hydrogen-rich sour service (H2S partial pressure >0,1 bar) Tentukan paduan fasa ganda dengan fraksi volume fasa alfa yang lebih rendah (misalnya Kelas 5 atau Beta-C). Insinyur meningkatkan toleransi hidrogen dengan menyesuaikan persentase fase-alfa.