1.Wat is de norm voor de controle van het waterstofgehalte voor titanium van klasse 2?
Voor commercieel zuiver titanium van klasse 2 wordt het maximale waterstofgehalte gespecificeerd in internationale normen zoals ASTM B265 en AMS 4921 strikt gecontroleerd op 0,015 gew.% (150 ppm).
Waterstof is uiterst schadelijk voor titaniumlegeringen, omdat het kan leiden tot waterstofverbrossing, wat een scherpe afname van de taaiheid, taaiheid en weerstand tegen vermoeidheid veroorzaakt, en zelfs scheuren onder spanning kan veroorzaken. Daarom moet tijdens het smelten, verwerken, warmtebehandeling en onderhoud het opnemen van waterstof worden vermeden en moet het uiteindelijke waterstofgehalte stabiel onder de 0,015% worden gehouden. In veel toepassingen met hoge- betrouwbaarheid, zoals lucht- en ruimtevaart-, scheepvaart- en drukvaten, hebben gebruikers vaak een nog strengere interne controlenorm nodig, doorgaans minder dan of gelijk aan 0,010 gew.% (100 ppm) om de veiligheid en stabiliteit op lange termijn- te garanderen.
2. Hoe beïnvloeden het stikstof- en koolstofgehalte de eigenschappen van klasse 2 titanium?
Stikstof (N) en koolstof (C) zijn belangrijke interstitiële elementen in titanium van klasse 2 en hebben aanzienlijke effecten op de mechanische en fysische eigenschappen ervan.
Effect van stikstof (N)
Stikstof is een sterke, vaste-oplossingsversterker in titanium.
Een juist stikstofgehalte verhoogt de treksterkte, vloeigrens en hardheid;
Het verbetert ook de slijtvastheid en kruipweerstand bij gematigde temperaturen;
Overmatige stikstof vermindert echter de ductiliteit, vervormbaarheid en taaiheid, waardoor het materiaal brozer en moeilijker te vormen wordt.
Volgens ASTM B265 is het maximale stikstofgehalte in klasse 2 beperkt tot 0,03 gew.%. Binnen dit bereik kan de sterkte enigszins worden verbeterd zonder de vervormbaarheid ernstig te beschadigen.
Effect van koolstof (C)
Koolstof fungeert ook als interstitiële versterkingselement, maar het effect ervan is milder dan dat van stikstof.
Een goed koolstofgehalte verhoogt de sterkte en hardheid enigszins;
Het helpt de microstructuur te stabiliseren en de stabiliteit bij hoge- temperaturen te verbeteren;
Overmatige koolstof kan broze TiC-verbindingen vormen, de ductiliteit en slagvastheid verminderen, en kan scheuren veroorzaken tijdens lassen of koudvervormen.
Het maximale koolstofgehalte gespecificeerd voor klasse 2 bedraagt 0,08 gew.%.
Samenvatting
Zowel stikstof als koolstof verhogen de sterkte en hardheid, maar verminderen de ductiliteit en vervormbaarheid in klasse 2 titanium. Strenge controle binnen het standaardbereik zorgt voor een goede balans tussen sterkte, taaiheid en verwerkbaarheid voor industriële toepassingen.
