1. آلية التقصف بالهيدروجين في التيتانيوم
عادة ما يتضمن التقصف الهيدروجيني في التيتانيوم امتصاص ذرات الهيدروجين في الشبكة المعدنية. عند التركيزات الكافية، يمكن أن يتفاعل الهيدروجين مع التيتانيوم لتكوين أطوار هشة من هيدريد التيتانيوم (TiH₂)، خاصة عند حدود الحبوب. تعمل هذه الهيدريدات كمواقع لبدء الشقوق، مما يؤدي إلى خسارة كبيرة في الليونة والمتانة، خاصة في ظل ظروف التحميل الثابتة أو البطيئة.
2. القابلية للدرجة الثانية
حساسية منخفضة في الخدمة: في معظم بيئات الخدمة القياسية (درجة الحرارة المحيطة، ودرجة الحموضة المحايدة، والظروف غير المسببة للتآكل)، لا يمتص الدرجة 2 ما يكفي من الهيدروجين للتسبب في التقصف. يعمل فيلم الأكسيد السلبي الخاص به كحاجز أمام دخول الهيدروجين.
الظروف التي تؤدي إلى التقصف:
الشحن الكاثودي/التخليل: السبب الأكثر شيوعًا هو امتصاص الهيدروجين المفرط أثناء عمليات التصنيع مثل التخليل (التنظيف الحمضي) أو الطلاء الكهربائي/الحماية الكاثودية. إذا لم يتم خبزه بشكل صحيح بعد هذه العمليات، فإن الهيدروجين المحبوس يمكن أن يسبب التقصف.
البيئات المسببة للتآكل: في أحماض الاختزال القوية (مثل حمض الهيدروكلوريك الساخن) أو في ظل الظروف التي يتضرر فيها فيلم الأكسيد الواقي، يمكن أن تولد تفاعلات التآكل الهيدروجين، وقد يدخل بعض منه إلى المعدن.
درجة الحرارة/الإجهاد العالي: على الرغم من أن الدرجة 2 أقل حساسية من السبائك- الأعلى قوة، إلا أن الجمع بين المحتوى العالي من الهيدروجين والإجهاد العالي ودرجة الحرارة المرتفعة يمكن أن يعزز تكوين الهيدريد والتشقق.
3.المقارنة مع السبائك-عالية القوة
حساسية الدرجة 2 أقل بكثير من سبائك التيتانيوم عالية القوة- (على سبيل المثال، Ti-6Al-4V). تكون السبائك ذات القوة العالية أكثر عرضة للتقصف الهيدروجيني لأن إجهاد الشبكة العالي يسهل دخول الهيدروجين وترسيب الهيدريد. طبيعة الصف الثاني اللينة تجعلها أكثر تسامحًا.
4. الوقاية والتخفيف
المعالجة الخاضعة للرقابة:رقابة صارمة على وقت التخليل ودرجة الحرارة وتركيز الحمض للحد من امتصاص الهيدروجين.
خبز-العلاجات الخارجية:عملية الخبز-اللاحقة (عادة عند درجة حرارة 300-450 درجة لعدة ساعات) لتوزيع الهيدروجين الممتص خارج المادة.
حماية السطح:الحفاظ على سلامة طبقة الأكسيد أو وضع طلاءات لمنع دخول الهيدروجين.
في ملخصفي حين أن الدرجة الثانية مقاومة للتقصف الهيدروجيني في الظروف العادية، إلا أنه يمكن أن يحدث إذا تعرضت المادة لعمليات أو بيئات تدخل مستويات عالية من الهيدروجين في بنيتها.
