Ti6A14V合金表面熱氧化改性及其腐蝕與摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、由于密度小、比強(qiáng)度高、耐腐蝕性能好，鈦及鈦合金被選作為一種新型石油管材。但是鈦合金硬度低、耐磨性能差，在復(fù)雜的石油開(kāi)采環(huán)境中，其表面極易出現(xiàn)腐蝕和磨損的現(xiàn)象。本文采用熱氧化處理技術(shù)對(duì)鈦合金進(jìn)行表面改性，研究表明Ti6Al4V合金經(jīng)過(guò)熱氧化處理后表面生成TiO2氧化層，其耐磨性能和耐腐蝕性能均得到提高。
　　本文采用DMM-400C型金相顯微儀觀察氧化層的截面形貌;TD-3500型X射線衍射儀(Cu靶，40 KV)分析氧化層的相結(jié)構(gòu)

2、及組成;Spectum GDA750的輝光放電儀(GDS)測(cè)試氧化層的元素組成;HVS-1000型維氏顯微硬度計(jì)檢測(cè)氧化層的截面硬度。利用CS350電化學(xué)測(cè)試系統(tǒng)分別在30℃和60℃的條件下對(duì)Ti6Al4V基體和改性層在CO2飽和模擬油田采出液中的腐蝕行為進(jìn)行考察;并在不同載荷10N和20 N下，采用MFT-R4000往復(fù)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行摩擦磨損實(shí)驗(yàn)，利用WIVS白光干涉三維測(cè)量?jī)x研究其表面改性層在干摩擦條件下的常溫摩擦學(xué)性能，對(duì)比分

3、析了不同工藝參數(shù)下熱氧化處理Ti6Al4V合金的磨損性能。通過(guò)以上研究得出如下結(jié)論:
　　1、經(jīng)過(guò)同一時(shí)間10 h不同溫度600℃～750℃熱氧化處理后在Ti6Al4V合金表面發(fā)現(xiàn)有不同厚度的氧化層生成，氧化層主要由金紅石相和氧擴(kuò)散相Ti(Ti(O))相組成，且表面硬度有所增加。
　　2、實(shí)驗(yàn)溫度為30℃和60℃時(shí)，在CO2飽和模擬油田采出液中，研究對(duì)比了經(jīng)過(guò)不同溫度熱氧化處理的Ti6Al4V合金和基體Ti6Al4V合金的電

4、化學(xué)腐蝕行為。結(jié)果發(fā)現(xiàn):經(jīng)過(guò)熱氧化處理的Ti6Al4V合金在CO2飽和模擬油田采出液中的腐蝕電位均高于未處理的，而鈍化電流均小于未處理的，其中，鈍化電流最小的分別為:675℃和650℃，都比基體低兩個(gè)數(shù)量級(jí)。說(shuō)明經(jīng)過(guò)熱氧化處理后Ti6Al4V合金更難被腐蝕且腐蝕速率變小，耐腐蝕性能得到提高，并且分別在675℃和650℃耐腐蝕性能最好。
　　3、在不同載荷10N和20 N下，采用往復(fù)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)研究其表面改性層的摩擦磨損性能，結(jié)果