チタンおよびチタン合金には、マトリックスの他に、Fe、C、N、H、Oなどの不純物元素が含まれています。これらの元素は、通常、スポンジチタン、中間合金、加熱、アルカリ酸洗処理によってドープされます。チタン合金の実際の応用においては、チタン母材中の水素元素が有害物質であるため、水素脆化の問題もますます注目されており、水素脆化による被害を回避または軽減するための対策が講じられています。
チタン合金の水素吸蔵現象は比較的複雑な物理化学現象です。水素原子は宇宙で最も小さな原子であるため、金属格子のギャップ内を容易に拡散および移動してギャップ固溶体を形成します（図 1 を参照）。この特性は水素脆化の発生に大きく影響します。チタンと水素の反応は可逆的です。水素吸蔵速度と水素吸蔵量は温度と水素圧力に関係します。温度が上昇し、水素圧力が上昇すると、水素吸蔵速度が増大し、水素吸蔵量が増加する。現在、チタン合金板の最も一般的な表面スケール処理方法は化学処理です。つまり、溶融したNaOHとNaNO3の混合溶液でTiO2スケールを緩め、その後HFとHNO3の混合溶液で酸洗いします。チタン合金の水素吸蔵は主にアルカリ洗浄工程で発生します。アルカリ温度が高くなるほど、チタン合金とアルカリ液との反応は激しくなります。アルカリ温度が低すぎると、反応速度が遅すぎて、表面に残留するアルカリ液が製品の表面品質に重大な影響を与えるだけでなく、それに応じて水素吸収量も増加します。水素の吸収を防ぐためには、NaNO3 の含有量を 5% ～ 15% の範囲に保ち、アルカリ性液体の温度を 460 ～ 520 度に制御する必要があります。
さらに、水素元素は主にチタン合金中にギャップ原子の形で存在し、チタン合金の強度と靱性を低下させます。水素含有量が一定の値に達すると、ノッチに対するチタンの感度が大幅に向上し、それによってノッチサンプルの衝撃靱性やその他の特性が大幅に低下します。水素によって引き起こされる水素脆化により、亀裂は破壊されるまで成長し続けます。関連する研究では、チタン合金の耐食性に対する水素の影響は明らかではないことが示されています。
チタン合金の表面処理技術の発展と水素元素メカニズムの研究の継続的な深化により、水素脆化研究は新たな進歩を遂げ、微視的な理論から巨視的な応用まで完全な研究体制が形成され、現代材料科学の発展の強固な基盤を築きました。陝西杭裕非鉄金属加工有限公司は、特別な真空炉設備と水素除去のための独自のプロセスを備えています。真空熱処理により、チタン合金マトリックス内の水素元素が効果的に除去され、機械的特性と製品機械の安定性能が向上します。-
