Titan und Titanlegierungen enthalten neben der Matrix auch Verunreinigungselemente wie Fe, C, N, H und O. Diese Elemente werden normalerweise aus Titanschwamm, Zwischenlegierungen, Erhitzen und Alkalibeizen dotiert. Bei der tatsächlichen Anwendung von Titanlegierungen ist das Wasserstoffelement eine schädliche Substanz in der Titanmatrix, daher wird auch dem Problem der Wasserstoffversprödung immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt und entsprechende Maßnahmen ergriffen, um die durch Wasserstoffversprödung verursachten Schäden zu vermeiden oder zu verringern.
Das Wasserstoffabsorptionsphänomen von Titanlegierungen ist ein relativ komplexes physikalisch-chemisches Phänomen. Wasserstoffatome sind die kleinsten Atome im Universum, weshalb sie leicht in die Lücken von Metallgittern diffundieren und sich bewegen können, um feste Lückenlösungen zu bilden (siehe Abbildung 1). Diese Eigenschaft hat einen entscheidenden Einfluss auf das Auftreten einer Wasserstoffversprödung. Die Reaktion zwischen Titan und Wasserstoff ist reversibel. Die Wasserstoffabsorptionsrate und die Wasserstoffabsorptionsmenge hängen von der Temperatur und dem Wasserstoffdruck ab. Die Temperatur steigt und der Wasserstoffdruck steigt, die Wasserstoffabsorptionsrate steigt und die Wasserstoffabsorptionsmenge nimmt zu. Gegenwärtig ist die gebräuchlichste Oberflächenbehandlungsmethode für Titanlegierungsbleche die chemische Behandlung, d. Die Wasserstoffabsorption von Titanlegierungen erfolgt hauptsächlich beim Alkaliwaschprozess. Je höher die Alkalitemperatur, desto heftiger ist die Reaktion zwischen der Titanlegierung und der Alkaliflüssigkeit. Wenn die Alkalitemperatur zu niedrig ist, ist die Reaktionsgeschwindigkeit zu langsam, was nicht nur dazu führt, dass die restliche Alkaliflüssigkeit auf der Oberfläche die Oberflächenqualität des Produkts ernsthaft beeinträchtigt, sondern auch die Menge der Wasserstoffabsorption entsprechend erhöht. Um eine Wasserstoffabsorption zu verhindern, muss der Gehalt an NaNO3 im Bereich von 5 % bis 15 % gehalten werden und die Temperatur der alkalischen Flüssigkeit sollte zwischen 460 und 520 Grad kontrolliert werden.
Darüber hinaus liegt das Wasserstoffelement in Titanlegierungen hauptsächlich in Form von Lückenatomen vor, was die Festigkeit und Zähigkeit von Titanlegierungen verringert. Wenn der Wasserstoffgehalt einen bestimmten Wert erreicht, wird die Kerbempfindlichkeit von Titan erheblich verbessert, wodurch die Schlagzähigkeit und andere Eigenschaften der Kerbprobe erheblich verringert werden. Durch Wasserstoff verursachte Wasserstoffversprödung führt dazu, dass Risse weiter wachsen, bis sie brechen. Verwandte Studien haben gezeigt, dass der Einfluss von Wasserstoff auf die Korrosionsbeständigkeit von Titanlegierungen nicht offensichtlich ist.
Mit der Entwicklung der Technologie zur Oberflächenbehandlung von Titanlegierungen und der kontinuierlichen Vertiefung der Forschung zu den Mechanismen von Wasserstoffelementen hat die Wasserstoffversprödungsforschung neue Durchbrüche erzielt, und von der mikroskopischen Theorie bis zur makroskopischen Anwendung wurde ein vollständiges Forschungssystem gebildet, das eine solide Grundlage für die Entwicklung der modernen Materialwissenschaft legt. Shaanxi Hangyu Nonferrous Metal Processing Co., Ltd. verfügt über spezielle Vakuumofenanlagen und einzigartige Verfahren zur Wasserstoffentfernung. Durch Vakuumwärmebehandlung können Wasserstoffelemente innerhalb der Titanlegierungsmatrix effektiv entfernt werden, wodurch die mechanischen Eigenschaften und die Maschinenstabilität des Produkts verbessert werden.
