1. ما هو معيار التحكم في محتوى الهيدروجين للتيتانيوم من الدرجة الثانية؟
بالنسبة للتيتانيوم النقي تجاريًا من الدرجة 2، يتم التحكم بدقة في الحد الأقصى لمحتوى الهيدروجين المحدد في المعايير الدولية مثل ASTM B265 وAMS 4921 عند 0.015% بالوزن (150 جزء في المليون).
الهيدروجين ضار للغاية لسبائك التيتانيوم، لأنه يمكن أن يؤدي إلى تقصف الهيدروجين، مما يسبب انخفاضًا حادًا في الليونة والمتانة ومقاومة التعب، وقد يؤدي حتى إلى التشقق تحت الضغط. لذلك، أثناء الصهر، المعالجة، المعالجة الحرارية، والخدمة، يجب تجنب التقاط الهيدروجين، ويجب التحكم بشكل ثابت في محتوى الهيدروجين النهائي أقل من 0.015%. في العديد من التطبيقات-عالية الموثوقية مثل الفضاء الجوي والبحرية وأوعية الضغط، غالبًا ما يحتاج المستخدمون إلى معيار تحكم داخلي أكثر صرامة، وعادةً ما يكون أقل من أو يساوي 0.010% بالوزن (100 جزء في المليون) لضمان السلامة والاستقرار على المدى الطويل-.
2. كيف تؤثر محتويات النيتروجين والكربون على خصائص التيتانيوم من الدرجة الثانية؟
يعد النيتروجين (N) والكربون (C) من العناصر الخلالية المهمة في التيتانيوم من الدرجة الثانية ولهما تأثيرات كبيرة على خواصه الميكانيكية والفيزيائية.
تأثير النيتروجين (N)
يعد النيتروجين مادة صلبة قوية-معززة للمحلول في التيتانيوم.
يزيد محتوى النيتروجين المناسب من قوة الشد، وقوة الخضوع، والصلابة؛
كما أنه يحسن مقاومة التآكل ومقاومة الزحف في درجات الحرارة المعتدلة؛
ومع ذلك، فإن النيتروجين الزائد يقلل من الليونة، والقابلية للتشكيل، والمتانة، مما يجعل المادة أكثر هشاشة وصعبة التشكيل.
وفقًا لمعيار ASTM B265، يقتصر الحد الأقصى لمحتوى النيتروجين في الدرجة الثانية على 0.03% بالوزن. ضمن هذا النطاق، يمكن تحسين القوة بشكل معتدل دون الإضرار بشكل خطير بالقابلية للتشكيل.
تأثير الكربون (C)
يعمل الكربون أيضًا كعنصر تقوية خلالي، لكن تأثيره أخف من النيتروجين.
محتوى الكربون المناسب يزيد قليلاً من القوة والصلابة؛
فهو يساعد على استقرار البنية المجهرية وتحسين -ثبات درجات الحرارة العالية؛
يمكن أن يشكل الكربون الزائد مركبات TiC هشة، مما يقلل من الليونة ومتانة الصدمات، وقد يتسبب في حدوث تشقق أثناء اللحام أو التشكيل على البارد.
الحد الأقصى لمحتوى الكربون المحدد للصف الثاني هو 0.08% بالوزن.
ملخص
يزيد كل من النيتروجين والكربون من القوة والصلابة ولكنهما يقللان من الليونة والقابلية للتشكيل في التيتانيوم من الدرجة الثانية. يضمن التحكم الصارم ضمن النطاق القياسي توازنًا جيدًا بين القوة والمتانة وقابلية التشغيل للتطبيقات الصناعية.
