广东省科学院工业分析检测中心  

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  氢在钛及钛合金的存在形式有多种中，其可固溶于β相和a相，同时也可以以γ相（氢化物）的形式存在。氢能够降低钛的a+β/β相变点，可以认为是一种间隙型β稳定元素。当钛及钛合金中氢含量小于0.020%时，可防止发生氢化物型氢脆，但是应力感生氢化物氢脆和可逆氢脆在钛及钛合金中是很难避免的。氢对钛及钛合金性能的影响主要表现为氢脆。

  要减少钛及钛合金的氢脆，主要措施是减少氢含量。实践证明，严格控制原料：采用真空熔炼，在加工中采用中性或氧化性气氛或采用涂层；热处理中避免还原气氛；在惰性气氛或真空保护下进行焊接，碱酸洗中尽量避免增氢等等都是有效的。此外，铝、锡能提高氢在a钛中的固溶度；β稳定元素可通过增加β相的数量，提高氢在钛及钛合金中的溶解能力，都减少钛及钛合金对氢化物及应力感生氢化物型氢脆的敏感性。但是钛合金中的氧是促进氢脆的。

  钛的吸氢构成氢化物致使腐蚀损坏的情况大致有以下几种情况：（1）假如氢的分散速度较慢，氢化物主要会集在钛外表，则外表氢化物 产生脆性脱落然后致使腐蚀加速；（2）氢在应力作用下分散到应力场会集的方位构成氢化物，因为内部微裂纹在应力作用下的分散贯通，构成氢致开裂：（3）钛基体发布信息很多吸氢，致使钛材的氢脆损坏。

  钛的氢脆具有如下特色和规则：

  （1）钛的氢脆损坏属于氢化物型氢脆损坏，氢化物型氢脆的特色是在高速变形下才呈现脆性断裂，而在低速变形时，通常不呈现 氢脆灵敏性。当钛中氢含量高于0.03%时才会影响断面缩短率， 而氢含量低于0.05%时，拉伸强度、屈从强度和延伸率根本不变。 这标明惯例力学性能关于判别钛的氢脆是不灵敏的。

  （2）钛被铁器擦伤和污染的方位，因为钛的外表镶嵌了铁的微粒，常常是点腐蚀的引发点，又是氢进人的突破口。而固溶在钛中 的杂质铁，乃至作为第二相存在富铁相，关于点腐蚀或吸氢和氢脆 都不灵敏。

  （3）钛的氢脆灵敏性与点腐蚀相同，外表预处理状况的影响很大。阳极氧化或热氧化的外表抗吸氢和氢脆的能力强，酸洗（硝 酸加氢氟酸）或退火的外表次之，机械磨光或机械喷砂的外表抗吸 氢和氢脆的能力差。这标明处于活性状况的钛老是简单吸氢的，钛外表完好的氧化膜是阻挠吸氢然后避免氢脆的有用屏障。

  （4）钛的吸氢通常经过下列路径产生：（a）高温（>300度）的氢气氛或含氢气氛；（b）缝隙腐蚀或还原性无机酸腐蚀时发生的初生态氢；（c）电偶腐蚀或阴极维护时发生的氢；（d）海水电解 中钛处于阴极状况（电位<0.70V）。为此，为了确保钛不吸氢， 应将钛在海水中的电位控制在一0.70V以上。

  （5）在pH值坐落3-12规模中，钛的氧化膜是安稳的，它是氢浸透的有用屏障在上述pH值规模内，短期阴极充氢实验没有发现吸氢表象。假如pH值在上述规模之外，估计氧化膜是不安稳的，因而维护作用很弱，氧化膜维护性的残缺有利于氢进入钛基体。长时间实验标明，在中性盐水中，阴极电位低于一0.7V时能够致使氢吸收。在十分大的阴极电流密度下（电极电位比一1.OVSCE更负），能够加速氢吸收并致使室温下的氢脆表象。