1. خلوص معمولی تیتانیوم درجه 2 چیست؟
درجه 2 از نظر تجاری تیتانیوم خالص (تیتانیوم بدون آلیاژ) است.
حداقل خلوص تیتانیوم آن معمولاً بیشتر یا برابر با 99.2٪ وزنی است و در تولید تجاری واقعی معمولاً به 99.6٪ یا بالاتر می رسد.
طبق استانداردهای رایج مانند ASTM B265، ASTM B348، ASTM B381، حداکثر حد مجاز ناخالصی تقریباً عبارتند از:
هیدروژن H: کمتر یا مساوی 0.015٪
O اکسیژن: کمتر یا مساوی 0.20٪
نیتروژن N: کمتر یا مساوی 0.03٪
کربن C: کمتر یا مساوی 0.05٪
آهن آهن: کمتر یا مساوی 0.10٪
سایر عناصر کمیاب: کمتر یا مساوی 0.05٪
بنابراین محتوای واقعی Ti در اکثر تیتانیوم درجه 2 واجد شرایط حدود 99.5٪ تا 99.7٪ است.
2. محتوای بیش از حد هیدروژن در تیتانیوم درجه 2 چه اثراتی دارد؟
هیدروژن یک ناخالصی بین بافتی بسیار مضر برای تیتانیوم است. هنگامی که محتوای هیدروژن از حد استاندارد (معمولا > 0.015٪) فراتر رود، اثرات مضر اصلی عبارتند از:
(1) شکنندگی هیدروژن (کاهش جدی در چقرمگی و شکل پذیری)
هیدروژن اضافی با تیتانیوم ترکیب می شود و هیدریدهای تیتانیوم شکننده (TiH2) را تشکیل می دهد.
این هیدریدها سخت و شکننده هستند که:
شکل پذیری، ازدیاد طول و چقرمگی ضربه را به شدت کاهش می دهد
مواد را مستعد شکستگی شکننده تحت بار کنید
(2) افزایش خطر ترک خوردگی
هیدریدها به عنوان محل شروع ترک داخلی عمل می کنند
حتی در تنش کم می تواند باعث ایجاد ترک با تاخیر شود
به طور قابل توجهی عمر مفید را به خصوص در بخش های ساختاری کاهش می دهد
(3) زوال خواص مکانیکی
استحکام کششی ممکن است کمی افزایش یابد
پلاستیک و چقرمگی به طور قابل توجهی کاهش می یابد
مواد از شکل پذیر به شکننده تغییر می کند
(4) بدتر شدن مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت پردازش
تیتانیوم ترد شده با هیدروژن به خوردگی تنشی حساس تر است
احتمال ترک خوردن در حین شکل دهی، جوشکاری یا ماشین کاری بیشتر است
کاهش پایداری در محیط های خورنده (به عنوان مثال، آب دریا، مواد شیمیایی)
(5) بر روی دمای بالا و عملکرد خدمات طولانی مدت تأثیر می گذارد
در دماهای کمی بالا، انتشار هیدروژن تسریع می شود،
منجر به شکنندگی پیشرونده در طول زمان می شود.
به طور خلاصه، هیدروژن اضافی در تیتانیوم درجه 2 یکی از رایج ترین و خطرناک ترین عیوب کیفی است که مستقیماً باعث شکنندگی هیدروژنی، شکستگی شکننده و خرابی زودهنگام قطعات می شود.
