《表2 去应力退火后试验钛合金不同深度的氢含量》

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《去应力退火对TC18和TC21钛合金吸氢含量的影响》

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为检验TC18和TC21钛合金经空气炉去应力退火后氢含量是否超过材料标准，氢含量是否与材料深度有规律性关系。选取10 mm厚的TC18和TC21钛合金的各3个不同原材料批号进行研究。按GJB3763A—2004标准所规定的去应力退火最高温度和最长时间进行热处理，热处理后截取合金不同深度进行氢含量测试。TC18和TC21钛合金氢含量测试结果如表2所示。可以看出，与去应力热处理前相比，TC18钛合金经空气炉去应力热处理后氢含量有所增加，例如，1批次2～6 mm深度氢含量均大于原材料氢含量0.0016%、2批次2～6 mm深度氢含量均大于原材料氢含量0.0031%、3批次2～6 mm深度氢含量均大于原材料氢含量0.0021%；而TC21钛合金氢含量经去应力退火处理后反而降低，例如，2批次2～6 mm深度氢含量均小于原材料氢含量0.0027%，且总体而言，相比TC18钛合金，TC21钛合金吸氢量均较低。这可能是因为两种合金β相变点和热处理温度不同引起β相含量差异有关。TC18和TC21钛合金β相变点分别为（875±5）℃和（975±5）℃，而去应力退火温度分别为640℃和610℃，在去应力退火过程中，TC18钛合金比TC21钛合金具有更多的β相，而氢原子在β相中比α相中的溶解度更大，因而TC18钛合金比TC21钛合金吸氢量更高。此外，取热处理后所有批次氢含量平均值，TC18和TC21钛合金分别为0.0029%和0.0025%，这说明TC18和TC21钛合金经GJB 3763A—2004标准所规定的最高温度和最长时间去应力退火后氢含量均远小于材料规范要求的氢含量（<0.015%）。