1. Ποιο είναι το πρότυπο ελέγχου περιεκτικότητας σε υδρογόνο για το τιτάνιο βαθμού 2;
Για το εμπορικά καθαρό τιτάνιο βαθμού 2, η μέγιστη περιεκτικότητα σε υδρογόνο που καθορίζεται στα διεθνή πρότυπα όπως το ASTM B265 και το AMS 4921 ελέγχεται αυστηρά στο 0,015 wt% (150 ppm).
Το υδρογόνο είναι εξαιρετικά επιβλαβές για τα κράματα τιτανίου, καθώς μπορεί να οδηγήσει σε ευθραυστότητα του υδρογόνου, η οποία προκαλεί απότομη μείωση της ολκιμότητας, της σκληρότητας και της αντοχής στην κόπωση και μπορεί ακόμη και να προκαλέσει ρωγμές υπό πίεση. Επομένως, κατά την τήξη, την επεξεργασία, τη θερμική επεξεργασία και το σέρβις, πρέπει να αποφεύγεται η συλλογή υδρογόνου και η τελική περιεκτικότητα σε υδρογόνο πρέπει να ελέγχεται σταθερά κάτω από 0,015%. Σε πολλές εφαρμογές υψηλής αξιοπιστίας, όπως η αεροδιαστημική, η ναυτιλία και τα δοχεία πίεσης, οι χρήστες απαιτούν συχνά ένα ακόμη αυστηρότερο πρότυπο εσωτερικού ελέγχου, συνήθως μικρότερο ή ίσο με 0,010 wt% (100 ppm) για να διασφαλιστεί η ασφάλεια και η μακροπρόθεσμη σταθερότητα.
2. Πώς η περιεκτικότητα σε άζωτο και άνθρακας επηρεάζει τις ιδιότητες του τιτανίου Βαθμού 2;
Το άζωτο (N) και ο άνθρακας (C) είναι σημαντικά ενδιάμεσα στοιχεία στο τιτάνιο Βαθμού 2 και έχουν σημαντικές επιπτώσεις στις μηχανικές και φυσικές του ιδιότητες.
Επίδραση αζώτου (N)
Το άζωτο είναι ένα ισχυρό στερεό-ενισχυτικό διαλύματος στο τιτάνιο.
Η κατάλληλη περιεκτικότητα σε άζωτο αυξάνει την αντοχή σε εφελκυσμό, την αντοχή διαρροής και τη σκληρότητα.
Βελτιώνει επίσης την αντοχή στη φθορά και την αντοχή σε ερπυσμό σε μέτριες θερμοκρασίες.
Ωστόσο, το υπερβολικό άζωτο μειώνει την ολκιμότητα, τη δυνατότητα διαμόρφωσης και τη σκληρότητα, καθιστώντας το υλικό πιο εύθραυστο και δύσκολο να σχηματιστεί.
Σύμφωνα με το ASTM B265, η μέγιστη περιεκτικότητα σε άζωτο στον βαθμό 2 περιορίζεται στο 0,03 wt%. Μέσα σε αυτό το εύρος, η αντοχή μπορεί να βελτιωθεί μέτρια χωρίς να βλάψει σοβαρά τη μορφοποίηση.
Επίδραση άνθρακα (C)
Ο άνθρακας δρα επίσης ως ενδιάμεσο ενισχυτικό στοιχείο, αλλά η επίδρασή του είναι πιο ήπια από το άζωτο.
Η σωστή περιεκτικότητα σε άνθρακα αυξάνει ελαφρώς την αντοχή και τη σκληρότητα.
Βοηθά στη σταθεροποίηση της μικροδομής και στη βελτίωση της σταθερότητας σε υψηλές-θερμοκρασίες.
Ο υπερβολικός άνθρακας μπορεί να σχηματίσει εύθραυστες ενώσεις TiC, να μειώσει την ολκιμότητα και την αντοχή στην κρούση και μπορεί να προκαλέσει ρωγμές κατά τη συγκόλληση ή την ψυχρή διαμόρφωση.
Η μέγιστη περιεκτικότητα σε άνθρακα που καθορίζεται για τον βαθμό 2 είναι 0,08 wt%.
Περίληψη
Τόσο το άζωτο όσο και ο άνθρακας αυξάνουν την αντοχή και τη σκληρότητα, αλλά μειώνουν την ολκιμότητα και τη δυνατότητα διαμόρφωσης στο τιτάνιο Βαθμού 2. Ο αυστηρός έλεγχος εντός της τυπικής σειράς εξασφαλίζει καλή ισορροπία μεταξύ αντοχής, σκληρότητας και εργασιμότητας για βιομηχανικές εφαρμογές.
