Además de la matriz, el titanio y las aleaciones de titanio también tienen elementos de impureza como Fe, C, N, H y O. Estos elementos generalmente están dopados con titanio esponjoso, aleaciones intermedias, tratamiento de calentamiento y decapado alcalino. En la aplicación real de aleaciones de titanio, el elemento hidrógeno es una sustancia nociva en la matriz de titanio, por lo que el problema de la fragilización por hidrógeno también ha recibido cada vez más atención y se toman las medidas correspondientes para evitar o reducir el daño causado por la fragilización por hidrógeno.
El fenómeno de absorción de hidrógeno de la aleación de titanio es un fenómeno fisicoquímico relativamente complejo. Los átomos de hidrógeno son los átomos más pequeños del universo, lo que les permite difundirse y moverse fácilmente en los espacios de las redes metálicas para formar soluciones sólidas (ver Figura 1). Esta característica tiene un impacto clave en la aparición de fragilización por hidrógeno. La reacción entre el titanio y el hidrógeno es reversible. La tasa de absorción de hidrógeno y la cantidad de absorción de hidrógeno están relacionadas con la temperatura y la presión del hidrógeno. La temperatura aumenta y la presión del hidrógeno aumenta, la tasa de absorción de hidrógeno aumenta y la cantidad de absorción de hidrógeno aumenta. En la actualidad, el método de tratamiento de incrustaciones superficiales más común de láminas de aleación de titanio es el tratamiento químico, es decir, la solución mixta fundida de NaOH y NaNO3 suelta las incrustaciones de TiO2 y luego las decapa con una solución mixta de HF y HNO3. La absorción de hidrógeno de la aleación de titanio se produce principalmente en el proceso de lavado alcalino. Cuanto mayor sea la temperatura del álcali, más violenta será la reacción entre la aleación de titanio y el líquido alcalino. Cuando la temperatura del álcali es demasiado baja, la velocidad de reacción será demasiado lenta, lo que no solo hará que el líquido alcalino residual en la superficie afecte gravemente la calidad de la superficie del producto, sino que también aumentará en consecuencia la cantidad de absorción de hidrógeno. Para evitar la absorción de hidrógeno, el contenido de NaNO3 debe mantenerse dentro del rango del 5 % al 15 % y la temperatura del líquido alcalino debe controlarse entre 460 y 520 grados.
Además, el elemento hidrógeno existe principalmente en forma de átomos huecos en las aleaciones de titanio, lo que reducirá la resistencia y tenacidad de las aleaciones de titanio. Cuando el contenido de hidrógeno alcanza un cierto valor, la sensibilidad del titanio a la entalla mejorará enormemente, reduciendo así significativamente la tenacidad al impacto y otras propiedades de la muestra de entalla. La fragilización por hidrógeno causada por el hidrógeno hará que las grietas sigan creciendo hasta que se rompan. Estudios relacionados han demostrado que la influencia del hidrógeno sobre la resistencia a la corrosión de las aleaciones de titanio no es obvia.
Con el desarrollo de la tecnología de tratamiento de superficies de aleaciones de titanio y la continua profundización de la investigación sobre los mecanismos del elemento hidrógeno, la investigación sobre la fragilización por hidrógeno ha logrado nuevos avances, y desde la teoría microscópica hasta la aplicación macroscópica, se ha formado un sistema de investigación completo, sentando una base sólida para el desarrollo de la ciencia de materiales moderna. Shaanxi Hangyu Nonferrous Metal Processing Co., Ltd. cuenta con equipos de horno de vacío especiales y procesos únicos para la eliminación de hidrógeno. A través del tratamiento térmico al vacío, los elementos de hidrógeno dentro de la matriz de aleación de titanio se pueden eliminar de manera efectiva, lo que mejora las propiedades mecánicas y el rendimiento de estabilidad adicional de la máquina-del producto.
