Wasserstoffbehandlungstechnologie für Titan und Titanlegierungen

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Derzeit gibt es zwei Möglichkeiten, die Wasserstoffbehandlungstechnologie zur Verbesserung der superplastischen Eigenschaften von Titanlegierungen einzusetzen:

1. Unter Ausnutzung des Plastizitätseffekts von Wasserstoff wird vor der superplastischen Umformung der Titanlegierung eine angemessene Menge Wasserstoff zugesetzt, um den Anteil der B-Phase in der Titanlegierung zu erhöhen, die Fließspannung während der superplastischen Verformung zu verringern und die superplastische Leistung der Titanlegierung zu verbessern.
2. Die Mikrostruktur der Titanlegierung wurde durch Wasserstoffbehandlung verfeinert, und die ultrafeinkristalline Titanlegierung wurde durch eine Kombination von plastischer Verformungstechnologie hergestellt, so dass die Titanlegierung hervorragende superplastische Eigenschaften bei niedrigerer Verformungstemperatur und höherer Verformungsgeschwindigkeit aufwies.

Nach der modernen Theorie der superplastischen Verformung ist das Korngrenzengleiten der Hauptmodus der superplastischen Verformung, und Diffusion und Versetzungsbewegung innerhalb der Körner und Korngrenzen sind die wichtigsten Koordinationsmechanismen des Korngrenzengleitens. Bei der superplastischen Verformung von Titanlegierungen wird Phase B durch Diffusionskriechen oder Versetzungskriechen dominiert: Phase A wird durch Korngrenzengleiten dominiert, das durch Diffusion und Versetzungsbewegung koordiniert wird; der Fluss zwischen den Phasen A und B wird durch die Migration der Phasen A und B erreicht:

1. Die Zugabe von Wasserstoff verbessert die Diffusionsfähigkeit von Legierungselementen, was zu einer Verbesserung des Diffusionskriechens von Phase B und des interkristallinen Gleitens von Phase A führt.
2. Die Diffusion von Wasserstoff aktiviert die Pinning-Versetzung, fördert das Klettern und Gleiten der Versetzung, verbessert die Gleitfähigkeit der B-Körner und begünstigt die Versetzungskoordination, die für das Gleiten der A/A-Korngrenzen erforderlich ist.
3. Die schwache Bindungswirkung des Wasserstoffs verringert die Diffusionsaktivierungsenergie, erhöht die atomare Diffusionsfähigkeit und verbessert die superplastische Fließfähigkeit.
4. Aus dem Ti2H-Phasendiagramm ist ersichtlich, dass die Zugabe von Wasserstoff die BA+B-Übergangstemperatur deutlich verringert und den Volumenanteil der B-Phase erhöht, was unmittelbar zu einer Verbesserung der Plastizität und einer Verringerung der Fließspannung führt, so dass die Titanlegierung bei einer niedrigeren Verformungstemperatur und einer höheren Verformungsgeschwindigkeit superplastisch geformt werden kann.