เทคโนโลยีการบำบัดไฮโดรเจนสำหรับวัสดุโลหะผสมไทเทเนียม

เทคโนโลยีการบำบัดไฮโดรเจนของไทเทเนียมและโลหะผสมเป็นทิศทางการวิจัยที่ค่อนข้างกระตือรือร้นในสาขาวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ ปัจจุบันเทคโนโลยีการบำบัดไฮโดรเจนในการประมวลผลความร้อนโลหะผสมไทเทเนียม การประมวลผลทางกล การแข็งตัวของผง การเตรียมวัสดุคอมโพสิต การปรับแต่งโครงสร้างจุลภาค และการวิจัยอื่น ๆ ได้ถูกนำมาใช้ ได้สร้างสาขาการวิจัยที่มีเอกลักษณ์ การใช้เทคโนโลยีการบำบัดไฮโดรเจนเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติซุปเปอร์พลาสติกของโลหะผสมไทเทเนียมเป็นสิ่งสำคัญของการวิจัย จนถึงขณะนี้ นักวิชาการหลายคนได้ใช้ผลการบำบัดด้วยไฮโดรเจนเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติซุปเปอร์พลาสติกของไทเทเนียมหล่อ โลหะผสมไทเทเนียมที่ผิดรูป และสารประกอบระหว่างโลหะไทเทเนียมอะลูมิเนียม
ปัจจุบันการใช้เทคโนโลยีการบำบัดด้วยไฮโดรเจนเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติซุปเปอร์พลาสติกของโลหะผสมไทเทเนียมมีสองวิธี
(1) การใช้เอฟเฟกต์ความเป็นพลาสติกของไฮโดรเจน ในการขึ้นรูป superplastic ของโลหะผสมไทเทเนียมก่อนที่จะเติมไฮโดรเจนในปริมาณที่เหมาะสม จะเพิ่มสัดส่วนของเฟส B ในโลหะผสมไทเทเนียม ลดความเครียดในการไหลในระหว่างการเปลี่ยนรูปของ superplastic เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติ superplastic ของโลหะผสมไทเทเนียมเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์
(2) ใช้การบำบัดด้วยไฮโดรเจนเพื่อปรับแต่งโครงสร้างจุลภาคของโลหะผสมไททาเนียม รวมกับเทคโนโลยีการเปลี่ยนรูปพลาสติกเพื่อเตรียมโลหะผสมไททาเนียมคริสตัลที่ละเอียดมาก เพื่อให้โลหะผสมไททาเนียมมีคุณสมบัติซุปเปอร์พลาสติกที่ดีเยี่ยมที่อุณหภูมิการเปลี่ยนรูปต่ำและอัตราการเปลี่ยนรูปที่สูงขึ้น
ตามทฤษฎีการเปลี่ยนรูปของ superplastic สมัยใหม่ การลื่นของขอบเขตของเกรนเป็นวิธีหลักของการเปลี่ยนรูปของ superplastic และการเคลื่อนที่ของการแพร่กระจายและการคลาดเคลื่อนภายในขอบเขตของเกรนและเกรนเป็นกลไกหลักในการประสานงานของการลื่นของขอบเขตของเกรน ในการขึ้นรูปซูเปอร์พลาสติกของโลหะผสมไททาเนียม เฟส B ส่วนใหญ่จะเกิดจากการคืบแบบแพร่หรือคลาดเคลื่อน ระยะ A ส่วนใหญ่เกิดจากการเลื่อนขอบเขตของเกรน ซึ่งประสานกันโดยการเคลื่อนที่ของการแพร่กระจายและการเคลื่อนตัว การไหลระหว่างเฟส A และ B จะเสร็จสิ้นโดยการย้ายขอบเขตเฟส A และ B ไฮโดรเจนในการขึ้นรูปซูเปอร์พลาสติกของโลหะผสมไทเทเนียมส่วนใหญ่มีบทบาทดังต่อไปนี้
(1) การเติมไฮโดรเจนช่วยเพิ่มความสามารถในการแพร่กระจายขององค์ประกอบโลหะผสม ซึ่งนำไปสู่การแพร่ของเฟส B และการปรับปรุงการลื่นตามขอบเกรนของเฟส A
(2) การแพร่กระจายของไฮโดรเจนจะกระตุ้นการเคลื่อนที่ที่ปักหมุดไว้ ส่งเสริมการเคลื่อนตัวขึ้นและการเลื่อน ปรับปรุงความสามารถในการเลื่อนของเมล็ด B และอำนวยความสะดวกในการประสานงานของการเคลื่อนที่ที่จำเป็นสำหรับการเลื่อนของขอบเขตเกรน A/A
(3) ผลพันธะที่อ่อนแอที่เกิดจากไฮโดรเจนจะช่วยลดพลังงานกระตุ้นการแพร่กระจาย เพิ่มความสามารถในการแพร่กระจายของอะตอม และปรับปรุงความสามารถในการไหลของพลาสติกยิ่งยวด
(4) จากแผนภาพเฟส Ti2H จะเห็นได้ว่าการเติมไฮโดรเจนช่วยลดอุณหภูมิการเปลี่ยนผ่าน B\A+B อย่างมีนัยสำคัญ และปรับปรุงสัดส่วนปริมาตรของเฟส B ซึ่งนำไปสู่การปรับปรุงความเป็นพลาสติกโดยตรงและการลดลงของ ความเครียดจากการไหล เพื่อให้โลหะผสมไททาเนียมสามารถเกิดซุปเปอร์พลาสติกได้ที่อุณหภูมิการเปลี่ยนรูปต่ำลงและมีอัตราการเปลี่ยนรูปสูงขึ้น