1. Meccanismo di infragilimento da idrogeno nel titanio
L’infragilimento da idrogeno nel titanio comporta tipicamente l’assorbimento di atomi di idrogeno nel reticolo metallico. A concentrazioni sufficienti, l'idrogeno può reagire con il titanio per formare fasi fragili di idruro di titanio (TiH₂), principalmente ai bordi dei grani. Questi idruri agiscono come siti di innesco delle cricche, portando a una significativa perdita di duttilità e tenacità, soprattutto in condizioni di carico statico o lento.
2.Suscettibilità di Grado 2
Bassa suscettibilità in servizio: nella maggior parte degli ambienti di servizio standard (temperatura ambiente, pH neutro, condizioni non-corrosive), il grado 2 non assorbe abbastanza idrogeno da provocare infragilimento. La sua pellicola passiva di ossido funge da barriera all'ingresso di idrogeno.
Condizioni che portano all'infragilimento:
Carica catodica/decapaggio: la causa più comune è l'eccessivo assorbimento di idrogeno durante i processi di produzione come il decapaggio (pulizia con acido) o la galvanica/protezione catodica. Se non adeguatamente cotto dopo questi processi, l'idrogeno intrappolato può causare infragilimento.
Ambienti corrosivi: negli acidi fortemente riducenti (ad esempio, acido cloridrico caldo) o in condizioni in cui la pellicola protettiva di ossido è danneggiata, le reazioni di corrosione possono generare idrogeno, parte del quale potrebbe penetrare nel metallo.
Alta temperatura/stress: sebbene il grado 2 sia meno sensibile delle leghe ad alta resistenza-, la combinazione di un elevato contenuto di idrogeno, stress elevato e temperatura elevata può favorire la formazione di idruri e la fessurazione.
3.Confronto con leghe ad-alta resistenza
La suscettibilità del grado 2 è significativamente inferiore a quella delle leghe di titanio ad alta-resistenza (ad es. Ti-6Al-4V). Le leghe più resistenti sono molto più soggette all’infragilimento da idrogeno perché il loro maggiore stress reticolare facilita l’ingresso dell’idrogeno e la precipitazione degli idruri. La natura duttile del Grado 2 lo rende più tollerante.
4.Prevenzione e mitigazione
Elaborazione controllata:Controllo rigoroso del tempo di decapaggio, della temperatura e della concentrazione di acido per limitare l'assorbimento di idrogeno.
Trattamenti di cottura-out:Cottura post-processo (in genere a 300-450 gradi per diverse ore) per diffondere l'idrogeno assorbito dal materiale.
Protezione della superficie:Mantenimento dell'integrità della pellicola di ossido o applicazione di rivestimenti per impedire l'ingresso di idrogeno.
In sintesi, mentre il Grado 2 è resistente all'infragilimento da idrogeno in condizioni normali, può verificarsi se il materiale è esposto a processi o ambienti che introducono elevati livelli di idrogeno nella sua struttura.
