Как обемната част на алфа-фазата в двуфазна-нагревателна тръба от титаниева сплав променя коефициента на дифузия на водорода и праговото напрежение за забавено хидридно напукване?

Поведението на дифузия на водород в дву-фазови титанови сплави (напр. степен 5, Ti-6Al-4V) се контролира от обемната част на алфа-фазата (HCP) и бета-фазата (BCC). В бета фазата (BCC структура) водородът дифундира по-бързо, отколкото в алфа фазата. по-големият обемен дял на алфа-фазата съответства на по-нисък ефективен коефициент на водородна дифузия и по-голямо прагово напрежение на забавено хидридно напукване (DHC). За сплав клас 5 (около 50 до 60 процента алфа), коефициентът на дифузия е умерен и праговото напрежение за DHC е 150 до 200 мегапаскала.

DHC съпротивление срещу количествена алфа-фазова фракция

Алфа-Фаза Обемна фракция (%) Пример за сплав H Коефициент на дифузия (cm2/s, 25 градуса ) DHC Прагово напрежение (MPa) 100 Клас 2 (търговски чист) 2 × 10-10 120–180 70 Клас 9 (Ti-3Al-2,5V) 5 × 10-10 160–220 50–60 Степен 5 (Ti-6Al-4V) 8 × 10-10 180–250 30–40 Бета-C (Ti-35V-15Cr) 2 × 10-9 200–280 0 Бета-21S (Ti-15Mo-3Al-3Nb) 5 × 10-9 250–350
Влияние на фракцията на алфа-фазата върху толерантността към водород

Алфа фракция (%)|Максимално допустимо H за<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 ДобърМного добър 0 600-1,000 Отлично
Инженерни съвети

Increasing DHC threshold stress for hydrogen-rich sour service (H2S partial pressure >0,1 bar) Посочете двуфазни сплави с по-ниска обемна фракция на алфа фазата (напр. степен 5 или бета-C). Инженерът подобрява толерантността към водород чрез регулиране на процента на алфа-фазата.