Πώς το κλάσμα όγκου της άλφα-φάσης σε έναν σωλήνα θερμαντήρα από κράμα τιτανίου διπλής- φάσης αλλάζει τον συντελεστή διάχυσης υδρογόνου και την οριακή τάση για καθυστερημένη ρωγμή υδριδίου;

Η συμπεριφορά διάχυσης υδρογόνου σε κράματα τιτανίου διπλής-φάσης (π.χ. βαθμού 5, Ti-6Al-4V) ελέγχεται από το κλάσμα όγκου της άλφα-φάσης (HCP) και της βήτα φάσης (BCC). Στη βήτα φάση (δομή BCC), το υδρογόνο διαχέεται ταχύτερα από ό,τι στην άλφα φάση. Η μεγαλύτερη αναλογία όγκου της άλφα φάσης αντιστοιχεί σε χαμηλότερο αποτελεσματικό συντελεστή διάχυσης υδρογόνου και μεγαλύτερη οριακή τάση καθυστερημένης πυρόλυσης υδριδίου (DHC). Για ένα κράμα βαθμού 5 (περίπου 50 έως 60 τοις εκατό άλφα), ο συντελεστής διάχυσης είναι μέτριος και η τάση κατωφλίου για το DHC είναι 150 έως 200 megapascal.

Αντίσταση DHC έναντι ποσοτικού κλάσματος άλφα-

Άλφα-Κλάσμα όγκου φάσης (%) Παράδειγμα κράματος H Συντελεστής διάχυσης (cm2/s, 25 μοίρες) Τάση κατωφλίου DHC (MPa) 100 Βαθμός 2 (εμπορικά καθαρό) 2 × 10-10 120–180 70 Βαθμός 9 (Ti{Al-5) × 5. 10-10 160–{220 50–60 Βαθμός 5 (Ti-6Al-4V) 8 × 10-10 180–250 30–40 Beta-C (Ti-35V-15Cr) 2 × 10-9 200–280 0 Beta-21S (Ni-3M-3-5) 10-9 250–350
Επίδραση του κλάσματος άλφα-στην ανοχή στο υδρογόνο

Κλάσμα Άλφα (%)|Μέγιστο επιτρεπόμενο H για<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 ΚαλόΠολύ καλό 0 600-1,000 Εξαιρετικό
Συμβουλές Μηχανικών

Increasing DHC threshold stress for hydrogen-rich sour service (H2S partial pressure >0,1 bar) Καθορίστε κράματα διπλής φάσης με χαμηλότερο κλάσμα όγκου άλφα φάσης (π.χ. Βαθμός 5 ή Βήτα-C). Ο μηχανικός ενισχύει την ανοχή υδρογόνου προσαρμόζοντας το ποσοστό άλφα-φάσης.