Como a fração de volume da fase alfa-em um tubo aquecedor de liga de titânio de fase-dupla altera o coeficiente de difusão de hidrogênio e a tensão limite para craqueamento retardado de hidreto?

O comportamento de difusão de hidrogênio em ligas de titânio de fase-dupla (por exemplo, Grau 5, Ti-6Al-4V) é controlado pela fração de volume da fase alfa-(HCP) e da fase beta (BCC). Na fase beta (estrutura BCC), o hidrogênio se difunde mais rapidamente do que na fase alfa. maior proporção de volume da fase alfa corresponde a menor coeficiente efetivo de difusão de hidrogênio e maior tensão limite de craqueamento retardado de hidreto (DHC). Para uma liga de grau 5 (cerca de 50 a 60 por cento alfa), o coeficiente de difusão é moderado e o limite de tensão para DHC é de 150 a 200 megapascais.

Resistência DHC vs. Alfa Quantitativo-Fração de Fase

Fração de volume de fase alfa- (%) Exemplo de liga H Coeficiente de difusão (cm2/s, 25 graus) Tensão limite de DHC (MPa) 100 Grau 2 (comercialmente puro) 2 × 10-10 120–180 70 Grau 9 (Ti-3Al-2,5V) 5 × 10-10 160–220 50–60 Grau 5 (Ti-6Al-4V) 8 × 10-10 180–250 30–40 Beta-C (Ti-35V-15Cr) 2 × 10-9 200–280 0 Beta-21S (Ti-15Mo-3Al-3Nb) 5 × 10-9 250–350
Influência da fração da fase-alfa na tolerância ao hidrogênio

Fração Alfa (%)|Máximo H permitido para<0.1 mm/year Crack Growth (ppm) | Recommended for Sour Service 100 | 150-200 |Marginal 70 200-300 Acceptable
50–60 300–400 30 - 40 400 - 600 BomMuito Bom 0 600-1.000 Excelente
Assessoria de Engenharia

Increasing DHC threshold stress for hydrogen-rich sour service (H2S partial pressure >0,1 bar) Especifique ligas de fase dupla com menor fração de volume de fase alfa (por exemplo, Grau 5 ou Beta-C). O engenheiro aumenta a tolerância ao hidrogênio ajustando a porcentagem da fase alfa.