Com canvia la fracció de volum de la fase alfa-en un tub d'escalfador d'aliatge de titani de fase dual-el coeficient de difusió d'hidrogen i la tensió llindar per a l'esquerda retardada d'hidrur?
Deixa un missatge
En aliatges de titani de -fase dual (p. ex., grau 5, Ti-6Al{-4V), la fracció de volum de la fase-alfa (HCP) i la fase-beta (BCC) determina el comportament de la difusió de l'hidrogen. L'hidrogen es difon més ràpidament en la fase beta-(estructura BCC) que en la fase alfa. Una fracció de volum de fase alfa més alta redueix el coeficient de difusió efectiu de l'hidrogen i augmenta la tensió llindar per a l'esquerdament d'hidrur retardat (DHC). Per al grau 5 (aproximadament 50-60% alfa), el coeficient de difusió és intermedi i l'estrès llindar de DHC és de 180-250 MPa.
Fracció quantitativa de fase alfa-en comparació amb la resistència al DHC
| Alfa-Fracció de volum de fase (%) | Exemple d'aliatge | Coeficient de difusió H (cm²/s, 25 graus) | Tensió llindar de DHC (MPa) |
|---|---|---|---|
| 100 | Grau 2 (comercialment pur) | 2 × 10⁻¹⁰ | 120–180 |
| 70 | Grau 9 (Ti-3Al-2,5 V) | 5 × 10⁻¹⁰ | 160–220 |
| 50–60 | Grau 5 (Ti-6Al-4V) | 8 × 10⁻¹⁰ | 180–250 |
| 30–40 | Beta-C (Ti-35V-15Cr) | 2 × 10⁻⁹ | 200–280 |
| 0 | Beta-21S (Ti-15Mo-3Al-3Nb) | 5 × 10⁻⁹ | 250–350 |
Efecte de la fracció de fase alfa- sobre la tolerància a l'hidrogen
| Fracció alfa (%) | H màxim permesa per<0.1 mm/year Crack Growth (ppm) | Recomanat per al servei àcid |
|---|---|---|
| 100 | 150–200 | Marginal |
| 70 | 200–300 | Acceptable |
| 50–60 | 300–400 | Bé |
| 30–40 | 400–600 | Molt bé |
| 0 | 600–1,000 | Excel·lent |
Guia de selecció d'aliatges per al servei àcid
| H₂S Pressió parcial (bar) | Fracció alfa recomanada (%) | Aliatge recomanat |
|---|---|---|
| <0.01 | Qualsevol | Grau 2 |
| 0.01–0.05 | <70 | Grau 9 |
| 0.05–0.2 | <60 | Grau 5 |
| 0.2–0.5 | <40 | Beta-C |
| >0.5 | <20 | Beta-21S |
Recomanació d'enginyeria
For hydrogen-rich sour service (H₂S partial pressure >0,1 bar), especifiqueu aliatges de fase dual- amb una fracció de volum de fase alfa- inferior (p. ex., Grau 5 o Beta-C). En controlar la fracció de fase alfa-, l'enginyer augmenta l'estrès del llindar de DHC i millora la tolerància a l'hidrogen.
