Technologie zpracování vodíkem pro materiály ze slitiny titanu

Technologie vodíkového zpracování titanu a jeho slitin je poměrně aktivním výzkumným směrem v oblasti materiálové vědy a inženýrství. V současné době se používá technologie zpracování vodíku při tepelném zpracování titanové slitiny, mechanickém zpracování, tuhnutí prášku, přípravě kompozitních materiálů, zušlechťování mikrostruktury a dalším výzkumu, který vytvořil jedinečný výzkumný obor. Použití technologie úpravy vodíkem ke zlepšení superplastických vlastností titanových slitin je důležitým aspektem výzkumu, dosud mnoho vědců použilo efekt úpravy vodíku ke zlepšení superplastických vlastností litého titanu, deformovaných slitin titanu a intermetalických sloučenin titanu a hliníku.
V současné době má využití technologie úpravy vodíkem ke zlepšení superplastických vlastností titanových slitin dvě cesty.
(1) použití efektu vodíkové plasticity, v superplastickém formování titanové slitiny před přidáním vhodného množství vodíku, zvýšení podílu B fáze v titanové slitině, snížení průtokového napětí během superplastické deformace, pro zlepšení superplastických vlastností slitin titanu k dosažení účelu.
(2) Použijte ošetření vodíkem k vylepšení mikrostruktury titanové slitiny v kombinaci s technologií plastické deformace k přípravě ultrajemné krystalové titanové slitiny, takže titanová slitina má vynikající superplastické vlastnosti při nižší teplotě deformace a vyšší rychlosti deformace.
Podle moderní teorie superplastické deformace je skluz na hranici zrn hlavním způsobem superplastické deformace a difúzní a dislokační pohyb uvnitř zrna a hranice zrna jsou hlavními koordinačními mechanismy skluzu na hranici zrn. Při superplastickém tváření titanové slitiny je fáze B hlavně difúzním tečením nebo dislokačním tečením; fáze A je hlavně skluzem na hranici zrn, který je koordinován difúzním a dislokačním pohybem; tok mezi fázemi A a B je dokončen migrací hranice fáze A a B. Vodík v superplastickém formování titanové slitiny hraje především následující role.
(1) Přídavek vodíku zlepšuje difúzní schopnost legujících prvků, což vede k difúznímu tečení ve fázi B a zvýšení mezikrystalového skluzu ve fázi A.
(2) Difúze vodíku aktivuje připnuté dislokace, podporuje šplhání a klouzání dislokací, zlepšuje klouzavost zrn B a usnadňuje koordinaci dislokací potřebných pro klouzání hranic zrn A/A.
(3) Vodíkem indukovaný slabý vazebný efekt snižuje difúzní aktivační energii, zvyšuje schopnost atomové difúze a zlepšuje schopnost superplastického toku.
(4) Z fázového diagramu Ti2H je vidět, že přídavek vodíku výrazně snižuje teplotu přechodu B\A+B a zlepšuje objemový podíl fáze B, což přímo vede ke zlepšení plasticity a snížení tokové napětí, takže slitiny titanu mohou být superplastifikovány při nižších teplotách deformace a vyšších rychlostech deformace.