Технология водородной обработки материалов из титановых сплавов

Технология водородной обработки титана и его сплавов является относительно активным направлением исследований в области материаловедения и техники. В настоящее время технология обработки водородом при термической обработке титановых сплавов, механической обработке, затвердевании порошков, подготовке композиционных материалов, уточнении микроструктуры и других исследованиях сформировала уникальную область исследований. Использование технологии обработки водородом для улучшения сверхпластических свойств титановых сплавов является важным аспектом исследований, и до сих пор многие ученые использовали эффект обработки водородом для улучшения сверхпластических свойств литого титана, деформированных титановых сплавов и интерметаллидов титана-алюминия.
В настоящее время использование технологии водородной обработки для улучшения сверхпластических свойств титановых сплавов имеет два направления.
(1) использование эффекта водородной пластичности в сверхпластическом формировании титанового сплава перед добавлением соответствующего количества водорода, увеличение доли фазы B в титановом сплаве, уменьшение напряжения течения во время сверхпластической деформации, для улучшения сверхпластических свойств. титановых сплавов для достижения этой цели.
(2) Использовать обработку водородом для улучшения микроструктуры титанового сплава в сочетании с технологией пластической деформации для получения ультрамелкокристаллического титанового сплава, чтобы титановый сплав имел превосходные сверхпластические свойства при более низкой температуре деформации и более высокой скорости деформации.
Согласно современной теории сверхпластической деформации, зернограничное скольжение является основным путем сверхпластической деформации, а диффузия и движение дислокаций внутри зерна и границ зерен являются основными координирующими механизмами зернограничного скольжения. При сверхпластической формовке титанового сплава фаза B возникает в основном за счет диффузионной или дислокационной ползучести; Фаза А представляет собой главным образом зернограничное скольжение, которое координируется диффузией и движением дислокаций; течение между фазами A и B завершается миграцией границы фаз A и B. Водород при сверхпластической формовке титанового сплава играет в основном следующие роли.
(1) Добавление водорода улучшает диффузионную способность легирующих элементов, что приводит к диффузионной ползучести В-фазы и усилению межзеренного скольжения А-фазы.
(2) Диффузия водорода активирует закрепленные дислокации, способствует подъему и скольжению дислокаций, улучшает скользящую способность зерен B и облегчает координацию дислокаций, необходимую для скольжения границ зерен A/A.
(3) Эффект слабой связи, индуцированный водородом, снижает энергию активации диффузии, увеличивает способность атомной диффузии и улучшает способность сверхпластической текучести.
(4) Из диаграммы состояния Ti2H видно, что добавка водорода существенно снижает температуру перехода B\A+B и увеличивает объемную долю фазы B, что непосредственно приводит к улучшению пластичности и снижению напряжение течения, так что титановые сплавы могут быть сверхпластифицированы при более низких температурах деформации и более высоких скоростях деформации.