Ako objemová frakcia alfa-fázy v dvojfázovej rúrke z titánovej zliatiny zmení koeficient difúzie vodíka a prahové napätie pre oneskorené praskanie hydridov?
Zanechajte správu
V dvojfázových zliatinách titánu (napr. stupeň 5, Ti-6Al-4V) určuje správanie pri difúzii vodíka objemový podiel alfa-fázy (HCP) a beta{10}}fázy (BCC). Vodík difunduje rýchlejšie v beta{12}}fáze (štruktúra BCC) ako v alfa fáze. Vyšší objemový podiel alfa fázy znižuje efektívny koeficient difúzie vodíka a zvyšuje prahové napätie pre oneskorené hydridové krakovanie (DHC). Pre stupeň 5 (približne 50–60 % alfa) je difúzny koeficient stredný a prahové napätie DHC je 180–250 MPa.
Kvantitatívna alfa{0}}fázová frakcia vs. odolnosť voči DHC
| Alfa{0}}fázový objemový zlomok (%) | Príklad zliatiny | H difúzny koeficient (cm²/s, 25 stupňov) | DHC prahový stres (MPa) |
|---|---|---|---|
| 100 | Stupeň 2 (komerčne čistý) | 2 × 10⁻¹⁰ | 120–180 |
| 70 | Stupeň 9 (Ti-3Al-2,5V) | 5 × 10⁻¹⁰ | 160–220 |
| 50–60 | Stupeň 5 (Ti-6Al-4V) | 8 × 10⁻¹⁰ | 180–250 |
| 30–40 | Beta{0}}C (Ti-35V-15Cr) | 2 × 10⁻⁹ | 200–280 |
| 0 | Beta-21S (Ti-15Mo-3Al-3Nb) | 5 × 10⁻⁹ | 250–350 |
Vplyv frakcie alfa-fázy na toleranciu vodíka
| Alfa zlomok (%) | Maximálne povolené H pre<0.1 mm/year Crack Growth (ppm) | Odporúča sa pre kyslú službu |
|---|---|---|
| 100 | 150–200 | Okrajové |
| 70 | 200–300 | Prijateľné |
| 50–60 | 300–400 | Dobre |
| 30–40 | 400–600 | velmi dobre |
| 0 | 600–1,000 | Výborne |
Sprievodca výberom zliatiny pre kyslú službu
| Parciálny tlak H₂S (bar) | Odporúčaná alfa frakcia (%) | Odporúčaná zliatina |
|---|---|---|
| <0.01 | Akékoľvek | 2. ročník |
| 0.01–0.05 | <70 | 9. ročník |
| 0.05–0.2 | <60 | 5. ročník |
| 0.2–0.5 | <40 | Beta-C |
| >0.5 | <20 | Beta-21S |
Technické odporúčanie
For hydrogen-rich sour service (H₂S partial pressure >0,1 bar), špecifikujte dvojfázové -zliatiny s nižším alfa{2}}fázovým objemovým podielom (napr. Stupeň 5 alebo Beta-C). Riadením frakcie alfa-fázy inžinier zvyšuje prahové napätie DHC a zlepšuje toleranciu vodíka.
