鈦是一個活性很輕的金屬,非常容易吸氫,當氫含量達到0. 008%~0. 015%時,利用金相顯微鏡就可以觀察到針狀氫化物相析出。隨著氫含量進一步提高,氫化物的數量增加,體積增大。鈦的吸氫形成氫化物導致腐蝕破壞的情況大致有以下幾種情況:
(1)如果氫的擴散速度較慢,氫化物主要集中在鈦表面,則表面氫化物發生脆性剝落從而引起腐蝕加快;
(2)氫在應力作用下擴散到應力場集中的位置形成氫化物,由于內部微裂紋在應力作用下的擴散貫通,形成氫致開裂;
(3)鈦基體全面大量吸氫,導致鈦材的氫脆破壞。
鈦管的氫脆具有如下特點和規律:
(1)鈦的氫脆破壞屬于氫化物型氫脆破壞,氫化物型氫脆的特點是在高速變形下才出現脆性斷裂,而在低速變形時,一般不出現氫脆敏感性。當鈦中氫含量高于0. 03%時才會影響斷面收縮率,而氫含量低于0. 05%時,拉伸強度、屈服強度和延伸率基本不變。這表明常規力學性能對于判斷鈦的氫脆是不敏感的。
(2)鈦被鐵器擦傷和污染的位置,由于鈦的表面鑲嵌了鐵的微粒,常常是點腐蝕的引發點,又是氫進人的突破口。而固溶在鈦中的雜質鐵,甚至作為第二相存在富鐵相,對于點腐蝕或吸氫和氫脆都不敏感。
(3)鈦的氫脆敏感性與點腐蝕一樣,表面預處理狀態的影響很
大。陽極氧化或熱氧化的表面抗吸氫和氫脆的能力最強,酸洗(硝酸加氫氟酸)或退火的表面次之,機械磨光或機械噴砂的表面抗吸氫和氫脆的能力最差。這表明處于活性狀態的鈦總是容易吸氫的,鈦表面完整的氧化膜是阻止吸氫從而防止氫脆的有效屏障。
(4)鈦的吸氫通常通過下列途徑發生:(a)高溫(>300℃)的氫氣氛或含氫氣氛;(b)縫隙腐蝕或還原性無機酸腐蝕時產生的初生態氫;(c)電偶腐蝕或陰極保護時產生的氫;(d)海水電解中鈦處于陰極狀態(電位<0. 70V).為此,為了確保鈦不吸氫,應將鈦在海水中的電位控制在一0. 70V以上。
(5)鈦的氫脆環境可以是氫氣氛或者電解過程中初生態氫,前者為分子氫(即氫氣),后者是初生態的原子氫,因此具有更強的

