鈦合金的應(yīng)力腐蝕開裂與腐蝕電化學(xué)研究.pdf

1、鈦合金是我國(guó)乃至世界上最有前途的新型金屬材料，廣泛用于航空航天、軍事裝備、工業(yè)生產(chǎn)等支柱行業(yè)，雖然鈦合金屬于高強(qiáng)度耐蝕金屬材料，但仍然會(huì)受到環(huán)境的腐蝕。本文主要采用了實(shí)時(shí)電位監(jiān)測(cè)、循環(huán)伏安掃描、楔型加載WOL預(yù)裂紋試樣法，并結(jié)合掃描電鏡的方法，主要考察分析了三種鈦合金TC4、TC18、TC21在NaCl溶液環(huán)境下的腐蝕行為，評(píng)價(jià)了它們的耐點(diǎn)蝕、耐應(yīng)力腐蝕性能。
　　主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　　l、通過(guò)電化學(xué)方法測(cè)量了三種不

2、同型號(hào)鈦合金在35℃恒溫的3.5％NaCl環(huán)境中的電化學(xué)行為，其中循環(huán)伏安法數(shù)據(jù)表明三種鈦合金在本實(shí)驗(yàn)條件下表現(xiàn)的耐點(diǎn)蝕性能均比較優(yōu)異，TC4、TC18、TC21鈦合金在NaCl溶液環(huán)境下的點(diǎn)蝕擊破電位分別為1.625V、1.671V、1.842V，其耐蝕能力相比于鋼、鋁合金等材料來(lái)說(shuō)十分優(yōu)秀。而在三種材料之中，TC21鈦合金具有最高的擊破電位，同時(shí)一旦點(diǎn)蝕現(xiàn)象發(fā)生，TC21鈦合金也具有最好的鈍化膜自我修復(fù)能力，TC4和TC8鈦合金耐點(diǎn)

3、蝕能力相近，但TC4鈦合金的鈍化膜復(fù)能力要略優(yōu)于TC18鈦合金。
　　2、通過(guò)楔型加載WOL預(yù)裂紋試樣法測(cè)量了三種鈦合金在NaCl溶液環(huán)境中的應(yīng)力腐蝕行為，結(jié)果表明：三種鈦合金的耐應(yīng)力腐蝕能力呈現(xiàn)出較為穩(wěn)定的規(guī)律性，裂紋生長(zhǎng)速度基本規(guī)律為隨著時(shí)間的延長(zhǎng)初期較快；a-Ki之間基本上都顯示出的是一個(gè)斜率為負(fù)值的近線性關(guān)系，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)a逐漸增大，而Ki則減小，也就是隨著裂縫擴(kuò)展，應(yīng)力越來(lái)越??；裂紋擴(kuò)展速率da/dt值與應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子

4、KI的關(guān)系曲線，但總的規(guī)律表明隨著反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，其應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子逐漸減小，裂縫區(qū)增長(zhǎng)速度也表現(xiàn)為減小，在Ki到達(dá)一定范圍時(shí)，曲線出現(xiàn)比較明顯的速率變化平緩的平臺(tái)，也就是說(shuō)明當(dāng)應(yīng)力強(qiáng)度因子在這個(gè)范圍內(nèi)其應(yīng)力腐蝕速度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。TC4、TC18及TC21的平臺(tái)分別對(duì)應(yīng)的Ki為62-64MPa.m.0'5、67-69MPa.m.0'5、72-75MPa.m.0'5，三種鈦合金的耐應(yīng)力腐蝕能力均比較強(qiáng)，呈現(xiàn)出較為穩(wěn)定的規(guī)律性，其中又以TC21