チタンおよびチタン合金では、水素はβ相やα相に固溶しているほか、γ相（水素化物）の形で存在することもあります。水素はチタンのα+β/β相転移点を下げ、格子間β安定化元素です。チタンおよびチタン合金中の水素含有量が０．０２０％未満であれば、水素化物型の水素脆化を防止できる。しかし、チタンやチタン合金では、応力による水素化物水素脆化と可逆的水素脆化を避けるのが困難です。チタンおよびチタン合金の特性に対する水素の主な影響は、水素脆化です。
チタンおよびチタン合金の水素脆化を軽減するための主な対策は、水素含有量を減らすことです。真空精錬、中性または酸化雰囲気、加工中のコーティングなど、原材料が厳密に管理されていることは実践により証明されています。熱処理中は還元雰囲気を避けてください。溶接は不活性雰囲気や真空保護下で行う、アルカリ酸洗時の水素増加は極力避けるなどの対策が有効です。さらに、アルミニウムとスズはチタンへの水素の固溶度を増加させることができます。β安定化元素は、β相の数を増加させ、チタンおよびチタン合金中の水素の溶解度を増加させ、水素化物および応力誘起水素化物型水素脆化感受性に対するチタンおよびチタン合金の影響を低減します。しかし、チタン合金中の酸素は水素脆化を促進します。
チタンの水素吸収により水素化物が形成され、腐食損傷を引き起こします。大きく分けて以下のような状況が考えられます。 (1) 水素の拡散速度が遅く、主にチタンの表面に水素化物が集まると、表面の水素化物が脆くなって脱落し、腐食が促進されます。(2) 応力下で応力場が集中する位置に水素が拡散し、水素化物を形成する。応力下で内部の微小亀裂が分散して貫通するため、水素誘起亀裂が形成されます。 (3) チタン母材が多量の水素を吸収し、材料にチタン水素脆化損傷を引き起こします。
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