钛合金的应力腐蚀开裂与腐蚀电化学研究
钛合金是我国乃至世界上最有前途的新型金属材料，广泛用于航空航天、军事装备、工业生产等支柱行业，虽然钛合金属于高强度耐蚀金属材料，但仍然会受到环境的腐蚀。本文主要采用了实时电位监测、循环伏安扫描、楔型加载WOL预裂纹试样法，并结合扫描电镜的方法，主要考察分析了三种钛合金TC4、TC18、TC21在NaCl溶液环境下的腐蚀行为，评价了它们的耐点蚀、耐应力腐蚀性能。 主要研究内容和结果如下： l、通过电化学方法测量了三种不同型号钛合金在35℃恒温的3.5％NaCl环境中的电化学行为，其中循环伏安法数据表明三种钛合金在本实验条件下表现的耐点蚀性能均比较优异，TC4、TC18、TC21钛合金在NaCl溶液环境下的点蚀击破电位分别为1.625V、1.671V、1.842V，其耐蚀能力相比于钢、铝合金等材料来说十分优秀。而在三种材料之中，TC21钛合金具有最高的击破电位，同时一旦点蚀现象发生，TC21钛合金也具有最好的钝化膜自我修复能力，TC4和TC8钛合金耐点蚀能力相近，但TC4钛合金的钝化膜复能力要略优于TC18钛合金。 2、通过楔型加载WOL预裂纹试样法测量了三种钛合金在NaCl溶液环境中的应力腐蚀行为，结果表明：三种钛合金的耐应力腐蚀能力呈现出较为稳定的规律性，裂纹生长速度基本规律为随着时间的延长初期较快；a-Ki之间基本上都显示出的是一个斜率为负值的近线性关系，随着时间的延长a逐渐增大，而Ki则减小，也就是随着裂缝扩展，应力越来越小；裂纹扩展速率da/dt值与应力场强度因子KI的关系曲线，但总的规律表明随着反应时间延长，其应力场强度因子逐渐减小，裂缝区增长速度也表现为减小，在Ki到达一定范围时，曲线出现比较明显的速率变化平缓的平台，也就是说明当应力强度因子在这个范围内其应力腐蚀速度达到稳定状态。TC4、TC18及TC21的平台分别对应的Ki为62-64MPa.m.0'5、67-69MPa.m.0'5、72-75MPa.m.0'5，三种钛合金的耐应力腐蚀能力均比较强，呈现出较为稳定的规律性，其中又以TC21耐应力能力的能力最强。
钛合金;工艺参数;应力腐蚀;循环伏安法;修复能力
中国海洋大学
硕士
化学工程
王佳
2013
中文
TG146.23;TG172.9
64
2013-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）