Hidrogénkezelési technológia titánötvözet anyagokhoz

A titán és ötvözeteinek hidrogénkezelési technológiája viszonylag aktív kutatási irány az anyagtudomány és a mérnöki tudomány területén. Jelenleg a titánötvözet termikus feldolgozásában, a mechanikai feldolgozásban, a porszilárdításban, a kompozit anyagok előkészítésében, a mikroszerkezet-finomításban és egyéb kutatásokban alkalmazott hidrogénkezelési technológia egyedülálló kutatási területet alkotott. A hidrogénkezelési technológia alkalmazása a titánötvözetek szuperplasztikus tulajdonságainak javítására a kutatás fontos szempontja, eddig sok tudós használt hidrogénkezelési hatást az öntött titán, a deformált titánötvözetek és a titán-alumínium intermetallikus vegyületek szuperplasztikus tulajdonságainak javítására.
Jelenleg a hidrogénkezelési technológia alkalmazása a titánötvözetek szuperplasztikus tulajdonságainak javítására kétféleképpen lehetséges.
(1) a hidrogén plaszticitási hatásának alkalmazása, a titánötvözet szuperplasztikus kialakításában megfelelő mennyiségű hidrogén hozzáadása előtt, növeli a B fázis arányát a titánötvözetben, csökkenti az áramlási feszültséget a szuperplasztikus deformáció során, a szuperplasztikus tulajdonságok javítása érdekében titánötvözetek felhasználásával a cél elérése érdekében.
(2) Használjon hidrogénkezelést a titánötvözet mikroszerkezetének finomításához, kombinálva a plasztikus deformációs technológiával az ultrafinom kristály titánötvözet elkészítéséhez, hogy a titánötvözet kiváló szuperplasztikus tulajdonságokkal rendelkezzen alacsonyabb deformációs hőmérsékleten és nagyobb alakváltozási sebesség mellett.
A modern szuperplasztikus alakváltozási elmélet szerint a szemcsehatárcsúszás a szuperplasztikus deformáció fő módja, a szemcse- és szemcsehatáron belüli diffúzió és diszlokációs mozgás pedig a szemcsehatár-csúszás fő koordinációs mechanizmusa. A titánötvözet szuperplasztikus alakításánál a B-fázis főleg diffúziós kúszással vagy diszlokációs kúszással jön létre; az A fázist főként szemcsehatár-csúszás okozza, amelyet diffúziós és diszlokációs mozgás koordinál; az A és B fázis közötti áramlást az A és B fázishatár migrációja teszi teljessé. A hidrogén a titánötvözet szuperplasztikus kialakításában főként a következő szerepeket tölti be.
(1) A hidrogén hozzáadása javítja az ötvözőelemek diffúziós képességét, ami a B-fázisú diffúziós kúszáshoz és az A-fázisú szemcseközi csúszáshoz vezet.
(2) A hidrogén diffúzió aktiválja a kitűzött diszlokációkat, elősegíti a diszlokáció mászását és csúszását, javítja a B szemcsék csúszási képességét, elősegíti az A/A szemcsehatárok csúszásához szükséges diszlokációk koordinációját.
(3) A hidrogén által kiváltott gyenge kötési hatás csökkenti a diffúzió aktiválási energiáját, fokozza az atomi diffúziós képességet és javítja a szuperplasztikus áramlási képességet.
(4) A Ti2H fázisdiagramból látható, hogy a hidrogén hozzáadása jelentősen csökkenti a B\A+B átmeneti hőmérsékletet és javítja a B fázis térfogati hányadát, ami közvetlenül vezet a plaszticitás javulásához és a áramlási feszültség, így a titánötvözetek szuperplasztikussá válhatnak alacsonyabb deformációs hőmérsékleten és nagyobb alakváltozási sebesség mellett.