钛合金氢脆及防护技术

王树森1,2, 朱世东1, 苏航2, 付安庆2(1.西安石油大学材料科学与工程学院; 2.中国石油集团工程材料研究院有限公司油气钻采输送装备全国重点实验室)

摘要：钛作为过渡金属对氢有极强的敏感性，微量氢可能导致钛合金发生氢脆，影响其作为液氢储罐、焊接承力架、飞机机身和航空紧固件等的服役性能。简述了氢在钛合金中的扩散与溶解行为，分析了航空用钛合金中氢的来源；基于氢增强脱粘、氢致局部塑形、应力诱导氢化物开裂和吸附诱导位错发射4 种常用理论，重点阐述了氢在α-Ti、β-Ti和（α+β）-Ti 这3 类钛合金中的作用机制，概述了影响钛合金氢脆的主要因素（如温度、应力等）。最后，从热处理、组分设计、结构优化、表面强化和涂镀层等方面综述了提高钛合金耐氢性能的防护措施，以期为钛合金在航空领域与能源领域组件或装备的选材与有效预防氢脆提供理论依据。

关键词：钛合金；氢脆；氢化物；氢含量；扩散；位错