1. Wat is de typische zuiverheid van titanium van klasse 2?
Graad 2 is commercieel zuiver titanium (ongelegeerd titanium).
De minimale zuiverheid van titanium is doorgaans groter dan of gelijk aan 99,2 gew.%, en bij daadwerkelijke commerciële productie bereikt deze gewoonlijk 99,6% of hoger.
Volgens algemene normen zoals ASTM B265, ASTM B348 en ASTM B381 zijn de maximaal toegestane onzuiverheidslimieten grofweg:
H Waterstof: minder dan of gelijk aan 0,015%
O Zuurstof: minder dan of gelijk aan 0,20%
N-stikstof: minder dan of gelijk aan 0,03%
C Koolstof: minder dan of gelijk aan 0,05%
Fe ijzer: minder dan of gelijk aan 0,10%
Andere sporenelementen: minder dan of gelijk aan 0,05%
Het werkelijke Ti-gehalte in het meest gekwalificeerde titanium van klasse 2 is dus ongeveer 99,5% ~ 99,7%.
2. Wat zijn de effecten van een te hoog waterstofgehalte in titanium van graad 2?
Waterstof is een zeer schadelijke interstitiële onzuiverheid voor titanium. Wanneer het waterstofgehalte de standaardlimiet overschrijdt (doorgaans > 0,015%), zijn de belangrijkste schadelijke effecten:
(1) Waterstofverbrossing (ernstige vermindering van de taaiheid en ductiliteit)
Overtollige waterstof combineert met titanium om broze titaniumhydriden (TiH₂) te vormen.
Deze hydriden zijn hard en bros, waardoor:
Verminder de ductiliteit, rek en slagvastheid scherp
Maak het materiaal gevoelig voor brosse breuken onder belasting
(2) Verhoogd risico op scheuren
Hydriden fungeren als interne scheurinitiatieplaatsen
Kan vertraagde scheurvorming veroorzaken, zelfs bij lage spanning
Verkort de levensduur aanzienlijk, vooral bij structurele onderdelen
(3) Verslechtering van mechanische eigenschappen
De treksterkte kan iets toenemen
Plasticiteit en taaiheid nemen aanzienlijk af
Materiaal verandert van ductiel naar bros
(4) Verslechtering van de corrosieweerstand en verwerkbaarheid
Waterstofbros titanium is gevoeliger voor spanningscorrosie
De kans is groter dat er barsten ontstaan tijdens het vormen, lassen of bewerken
Vermindert de stabiliteit in corrosieve omgevingen (bijv. zeewater, chemische media)
(5) Beïnvloedt de serviceprestaties bij hoge- temperaturen en de lange- termijn
Bij licht verhoogde temperaturen versnelt de waterstofdiffusie,
wat in de loop van de tijd tot progressieve verbrossing leidt.
Samenvattend is een teveel aan waterstof in titanium van klasse 2 een van de meest voorkomende en gevaarlijke kwaliteitsgebreken, die direct waterstofverbrossing, brosse breuk en vroegtijdig falen van onderdelen veroorzaken.
