1.Qual è lo standard di controllo del contenuto di idrogeno per il titanio di grado 2?
Per il titanio commercialmente puro di grado 2, il contenuto massimo di idrogeno specificato negli standard internazionali come ASTM B265 e AMS 4921 è rigorosamente controllato allo 0,015% in peso (150 ppm).
L'idrogeno è estremamente dannoso per le leghe di titanio, poiché può portare all'infragilimento da idrogeno, che provoca una forte diminuzione della duttilità, della tenacità e della resistenza alla fatica e può persino indurre fessurazioni sotto stress. Pertanto, durante la fusione, la lavorazione, il trattamento termico e il servizio, è necessario evitare la raccolta di idrogeno e il contenuto finale di idrogeno deve essere stabilmente controllato al di sotto dello 0,015%. In molte applicazioni ad alta-affidabilità come quelle aerospaziali, marine e dei recipienti a pressione, gli utenti spesso richiedono uno standard di controllo interno ancora più rigoroso, in genere inferiore o uguale allo 0,010% in peso (100 ppm) per garantire sicurezza e stabilità a lungo termine-.
2. In che modo il contenuto di azoto e carbonio influisce sulle proprietà del titanio di grado 2?
L'azoto (N) e il carbonio (C) sono importanti elementi interstiziali nel titanio di grado 2 e hanno effetti significativi sulle sue proprietà meccaniche e fisiche.
Effetto dell'azoto (N)
L'azoto è un potente rinforzante-della soluzione solida del titanio.
Un adeguato contenuto di azoto aumenta la resistenza alla trazione, il carico di snervamento e la durezza;
Migliora inoltre la resistenza all'usura e la resistenza al creep a temperature moderate;
Tuttavia, un eccesso di azoto riduce la duttilità, la formabilità e la tenacità, rendendo il materiale più fragile e difficile da modellare.
Secondo ASTM B265, il contenuto massimo di azoto di grado 2 è limitato allo 0,03% in peso. All'interno di questo intervallo, la resistenza può essere moderatamente migliorata senza danneggiare seriamente la formabilità.
Effetto del carbonio (C)
Il carbonio agisce anche come elemento di rafforzamento interstiziale, ma il suo effetto è più lieve dell'azoto.
Il corretto contenuto di carbonio aumenta leggermente la resistenza e la durezza;
Aiuta a stabilizzare la microstruttura e a migliorare la stabilità alle alte-temperature;
Un eccesso di carbonio può formare composti TiC fragili, ridurre la duttilità e la resistenza agli urti e può causare fessurazioni durante la saldatura o la formatura a freddo.
Il contenuto massimo di carbonio specificato per il Grado 2 è 0,08% in peso.
Riepilogo
Sia l'azoto che il carbonio aumentano la resistenza e la durezza ma riducono la duttilità e la formabilità del titanio di grado 2. Il controllo rigoroso all'interno della gamma standard garantisce un buon equilibrio tra resistenza, tenacità e lavorabilità per applicazioni industriali.
