TC4-DT钛合金与异种材料接触腐蚀与防护研究

通过测定TC4-DT钛合金与铝合金、钢及其阳极氧化或电镀后组成的电偶对的电偶电流的方法,研究了TC4-DT钛合金与上述异种材料之间发生电偶腐蚀的敏感性。结果表明:TC4-DT钛合金与铝合金、钢接触时极易发生电偶腐蚀,不能直接接触使用,必须采取有效的防护措施。对钛合金和铝合金进行阳极氧化处理,可降低电偶腐蚀敏感性;对钛合金进行阳极氧化处理,同时对钢进行电镀镉-钛处理可以在一定程度上降低电偶腐蚀敏感性。     

表面处理对TC21钛合金与铝合金和钢电偶腐蚀行为的影响

通过测定TC21钛合金与铝合金和钢电偶电流的方法,研究了TC21钛合金与铝合金和钢在使用接触时发生电偶腐蚀的敏感性.结果表明:TC21钛合金与铝合金和钢形成的电偶对极易发生电偶腐蚀,不能直接接触使用;对钛合金和铝合金分别进行阳极氧化处理可以在一定程度降低电偶腐蚀敏感性.TC21钛合金与钢形成的电偶对,电偶腐蚀行为与钢的成分有很大关系,对钛合金进行阳极氧化处理,对钢进行镀镉或镀镉-钛处理可以提高表面抗腐蚀性能,降低电偶腐蚀敏感性.当TC21钛合金与铝合金和钢接触使用时,必须采取有效的防护措施.     

30CrMnSiNi2A钢与TC18钛合金表面处理前后的接触腐蚀性能

为了弄清30CrMnSiNi2A钢与TC18钛合金表面处理前后的接触腐蚀性能,对2种材料作了不同的表面处理,研究了其偶接电偶腐蚀的敏感性和表面防护效果;对低腐蚀敏感性的偶对不同的连接状态作了模拟海洋大气的盐雾加速腐蚀,测量了30CrMnSiNi2A钢的疲劳寿命,总结了优良的防护措施。结果表明：30CrMnSiNi2A钢与TC18钛合金直接接触腐蚀严重,电偶腐蚀敏感性为D级;30CrMnSiNi2A钢磷化与TC18钛合金阳极氧化后的偶对腐蚀敏感性降低至B级;30CrMnSiNi2A钢磷化涂漆后与TC18阳极氧化偶对的腐蚀敏感性仍为B级,但其电偶电流进一步降低,30CrMnSiNi2A钢（磷化后涂漆）与TC18（阳极化）之间无论是否胶结连接形成偶对时,盐雾腐蚀对30CrMnSiNi2A钢的疲劳寿命没有显著影响。30CrMnSiNi2A钢表面磷化后涂漆是防止接触腐蚀的有效措施。     

钛合金表面离子束增强沉积NiCr膜的耐腐蚀磨损性能

钛合金是难镀材料,采用离子束增强沉积法(IBED),在Ti6Al4V钛合金表面制备NiCr膜,以期改善其耐腐蚀磨损性能。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、辉光放电光谱仪、显微硬度计、划痕仪、静态压入和动态循环压法表征其形态、结构、成分分布、硬度、膜基结合强度和膜的韧性;通过电化学极化曲线、交流阻抗测试和电偶腐蚀试验评价改性层的耐蚀性和接触相容性;利用球-盘磨损试验研究了改性层在空气中和3.5%NaCl溶液中腐蚀磨损性能。结果表明:IBED膜基结合强度高、膜层致密、晶粒细小,具备优异的强韧综合性能,良好的耐NaCl溶液腐蚀性能;IBED NiCr膜在NaCl溶液中磨损量仅为Ti6Al4V合金的1/4.5,磨损明显减轻,呈磨粒磨损机制,且其在水溶液中的耐磨性能优于在空气环境中。     

钛合金表面阳极氧化着色及摩擦学特性研究

为了改善钛合金(TC4)的表面处理工艺,在钛合金表面获得均匀、绚丽的色光效果,提高钛合金的耐磨性,增进钛合金的功能性和色彩美。利用直流脉冲稳压电源对钛合金在0.15 mol/LH_3PO_4+0.1 mol/LH_2O_2混合溶液中进行阳极氧化着色处理,分析了电解电压及前后处理对着色氧钛薄膜颜色和性能的影响。采用光学显微镜和扫描电镜、维氏显微硬度计和球盘摩擦磨损试验机等分析了氧化膜的颜色、表面形貌、氧化膜的显微硬度和摩擦磨损性能。研究结果表明:表面预处理影响钛合金阳极氧化着色效果;封孔后处理可以有效提高氧化膜的抗污染能力。电压是决定氧化膜颜色最主要的因素,氧化膜颜色随电解电压呈规律性的变化;在电压为50 V时,钛合金阳极氧化膜具有最优异的力学性能和耐摩擦磨损性能。在钛合金表面通过阳极氧化制备一层光滑且致密的氧化钛膜,可显著提高钛合金的显微硬度和耐磨损性能,同时使之具有不同的颜色增加其装饰效果和艺术价值,不但节约着色成本,还可以扩大其应用范围,具有重要的经济意义。     

海洋环境下钛及钛合金的腐蚀磨损研究进展

钛和钛合金作为钝化金属合金广泛用于海洋工程领域,具有优异的耐腐蚀性。腐蚀磨损是近年来摩擦学领域的研究热点之一,是影响钝化金属结构材料在腐蚀环境下应用的重要因素之一。围绕腐蚀磨损研究,对近年来国内外关于钛及钛合金在海水环境下的腐蚀磨损行为及机理研究进行了整理综述,并对未来钛合金主要研究发展方向进行了展望。     

SST-861钛合金阳极的腐蚀特性及钝化膜表征

SST－861钛合金阳极的失重腐蚀和电化学腐蚀速度随温度的升高而迅速增大,其腐蚀类型属均匀、非晶间腐蚀。钛合金钝化膜具有抗腐蚀性,表面有钝化膜的钛合金的腐蚀速度约为无钝化膜钛合金的1％。X射线和表面能谱结果表明钛合金钝化膜主要由TiO2组成。     

TC4钛合金阳极氧化着色膜不同电压下的耐腐蚀性能

采用阳极氧化着色处理可以有效地提高TC4钛合金的综合性能.以正交试验方法分析了氧化着色工艺参数对TC4钛合金阳极氧化膜的影响;利用扫描电镜(SEM)观察了氧化膜的形貌,使用X射线衍射仪(XRD)分析了氧化膜的物相,通过电化学试验对其耐腐蚀性进行了探讨.结果表明:TC4钛合金阳极氧化着色的最佳工艺条件为温度45℃,氧化时间20 s,电压20 V,酸腐蚀时间40 s;决定氧化膜颜色的主要因素是氧化电压,随着氧化电压的变化,膜的颜色出现了规律性变化;阳极氧化处理后TC4钛合金表面形成了一层均匀、多孔的氧化膜,成分为TiO2,且以金红石结构存在;阳极氧化着色处理可以改善TC4钛合金的耐腐蚀性能.     

国内期刊纵览

20 0 10 50 1　钛合金表面技术的进展———刘凤岭 .腐蚀与防护 (月刊 ) ,2 0 0 1,2 2 (2 ) :54钛合金具有抗腐蚀能力强、强度高、密度低、中温性能稳定等一系列的特征 ,但其所固有的一些缺点限制了它的应用 ,例如对粘着磨损和微动磨损非常敏感 ,容易氧化 ,对聚合物、金属及陶瓷涂层附着力差等。为克服这些缺点采取了相应的对策与手段 ,着重指出Ａｇ、Ｃｄ镀层可用于钛合金在低温下的耐磨防护 ,Ｃｏ +ＣｒＯ3复合镀层及阳极氧化 +干膜润滑剂等可用于钛合金在中温条件下的耐磨防护。随着钛合金使用温度的提高 ,ＴｉｘＡｌｙＮ涂覆层则代表了…     

钛合金脉冲阳极氧化膜抗电偶腐蚀性能及机理

为了有效提高钛合金阳极氧化膜抗电偶腐蚀的性能,在300～400 g/L H2SO4,50～120 g/L H3PO4溶液中,在电流密度2～3 A/dm2和温度0～10℃下,采用脉冲阳极氧化技术制备了一种抗电偶腐蚀的钛合金阳极氧化膜,并采用电化学技术对该阳极氧化膜的抗电偶腐蚀机理进行了讨论.结果表明:该阳极氧化膜为厚度2～3 um的多孔膜;阳极氧化后,TC6钛合金的开路电位从-207 mV(vs SCE)上升到132 mV(vs SCE),腐蚀电流密度从2.3×10-2uA/cm2下降到1.4×10-3uA/cm2,表面膜的极化电阻从2.647×105Ω上升到6.109×107Ω,表面膜的膜电阻从543.8 Ω上升到1 790.0 Ω;电偶腐蚀测量则表明,阳极氧化降低钛合金电偶腐蚀电流1/5以上,其电偶腐蚀的敏感性达到了B级.脉冲阳极氧化膜能有效提高钛合金抗电偶腐蚀性能.     

不同表面处理工艺对Ti-6A1-4V钛合金漆层结合力和电偶腐蚀性能影响

对比研究了经不同表面处理工艺(脉冲阳极氧化、直流阳极氧化、酸洗钝化)处理后的钛合金表面的漆层结合力及其与经铬酸阳极氧化处理的2024铝合金组成的电偶对的电偶腐蚀性能。结果表明:脉冲阳极氧化处理的钛合金表面呈明显的多孔结构,有效地提升了基体与漆层的结合力,同时钛合金表面的阳极氧化膜层还可有效降低与其对接的铝合金材料的电偶腐蚀倾向。在综合性能方面这种新型的脉冲阳极氧化工艺优于传统直流阳极氧化和酸洗钝化工艺。     

铝合金胶接表面的磷酸阳极化

前言 胶接作为一种连接技术,在航空工业及其它部门正获得日益广泛的应用。胶接结构在应用中最重要的问题是提高胶接接头的耐久性,以及建立迅速、可靠的耐久性评定方法。 实践表明,惯用的硫酸一重铬酸钠法(FPL法)和铬酸阳极化法制备的铝合金胶接表面耐久性较差。为了解决胶接结构的脱胶和腐蚀两大问题,改进胶接表面制备方法具有重要意义。七十年代以来,国外发表了铝合金的磷酸阳极化等一些新的胶接表面制备方法。     

新型航空T-31钛合金导管连接件在模拟服役环境中的抗腐蚀性能研究

使用自行研制的航空导管连接件腐蚀试验系统,研究了新型航空T-31钛合金导管连接件在模拟服役环境中的气密性、油压气密性以及应力腐蚀、表面腐蚀等综合性能.对这种钛合金导管连接件在高温盐水溶液浸泡与烘烤循环条件下的表面腐蚀及应力腐蚀行为进行了评价;初步探讨了在模拟服役环境中,这种钛合金发生腐蚀的机理.并比较研究了导管材料1Cr18Ni9Ti与连接件钛合金在6%NaCl水溶液中的电偶腐蚀敏感性.研究发现,T-31钛合金导管连接件在模拟服役环境中只在应力集中处发生轻微孔蚀,在试验应力水平下,无应力腐蚀倾向,具有良好的耐蚀性能;并证明,腐蚀介质通过钛合金阳极化膜层小孔渗入基体对基体造成轻微腐蚀,试验应力水平未造成孔蚀发生处裂纹形核;电偶腐蚀试验进一步说明1Cr18Ni9Ti / T-31电偶对有很小的电偶腐蚀电流,用它们制备的导管及导管连接件能安全地进行偶接.     

阴/阳极电压对钛合金微弧氧化膜特性影响的研究

在Na2CO3-Na2SiO3溶液中,采用正负不对称交流微弧氧化电源在钛合金上制备出了多孔金红石TiO2薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)分别研究了钛合金微弧氧化陶瓷膜的相组成和微观结构,实验结果表明,氧化膜主要由大量金红石和少量锐钛矿TiO2组成;膜表面布满了尺寸不到4μm的小孔,膜截面没有明显的疏松层和致密层之分.对微弧氧化样品在3.5%NaCl溶液中的抗点腐蚀测试表明,阴极峰值电压与样品的耐腐蚀性能密切相关,当阴、阳极峰值电压和处理时间分别为45、320V和30min所制备的钛合金微弧氧化样品其抗点腐蚀能力最强.     

TB8钛合金真空渗氮层的组织及耐腐蚀性能

目前,对TB8钛合金的研究主要集中在热处理工艺及机加工方面,对其表面改性尤其是耐蚀性研究不多。为了提高TB8钛合金的腐蚀性能,对其进行真空渗氮。利用XRD、SEM、失重法及电化学测试等方法,考察了渗氮层的组织和耐腐蚀性能。结果表明:TB8钛合金经真空渗氮后表面物相主要有Ti N、Ti3Al N和Al3Ti,改性层的厚度为60~70μm。在氢氟酸和硝酸中进行加速腐蚀,其腐蚀速率仅为基体的1/175,表面膜层未出现明显的腐蚀坑,腐蚀电流降低3个数量级,自腐蚀电位由基体的-0.651 1 V提高到0.107 8 V,耐腐蚀性能得到了明显提高。     

TA15钛合金与铝合金和结构钢接触腐蚀与防护研究

通过测定TA15钛合金与铝合金和结构钢组成的电偶对的电偶电流的方法,研究了TA15钛合金在使用中与铝合金和结构钢接触时产生电偶腐蚀的敏感性.结果表明:TA15钛合金与铝合金和30CrMnSiA钢接触时会产生严重的电偶腐蚀,必须进行防护处理方可使用;与30CrMnSiNi2A钢接触产生的电偶腐蚀比较轻微.对铝合金和结构钢进行表面处理可以降低电偶腐蚀敏感性,表面处理后喷涂底漆可进一步降低电偶腐蚀敏感性.     

钛合金的电偶腐蚀与防护

总结了不同牌号的钛合金与铝合金、钢、复合材料接触时产生电偶腐蚀的敏感性.结果表明:钛合金与铝合金和结构钢接触时会产生不同程度的电偶腐蚀,必须进行防护处理方可使用;钛合金与不锈钢接触在常温下可直接接触使用,但在高温下,其电偶腐蚀行为可能发生变;钛合金与炭纤维复合材料可直接接触使用.表面处理作为一种补充防护措施,可在一定程度上降低钛合金与铝合金、结构钢之间的电偶腐蚀的敏感性,但不能完全阻止,表面处理后进行喷涂防护涂层、密封等防护措施可进一步降低电偶腐蚀敏感性.     

Ti6Al4V合金在血清溶液中的扭动微动腐蚀行为研究

在新型恒温扭动微动腐蚀实验装置上,通过改变角位移幅值,在恒温37℃的25%血清溶液中对Ti6Al4V合金的扭动微动腐蚀行为进行了研究。实验结果表明,角位移幅值对扭动微动的运行区域及腐蚀行为有重要的影响,摩擦扭矩-角位移幅值(T-θ)曲线分别呈直线型、椭圆型和平行四边形型,Ti6Al4V合金的扭动微动运行区分别呈现部分滑移区、混合区及滑移区等3个微动运行区。当角位移幅值较小时,扭动磨损发生在接触边缘,损伤轻微;扭动微动对腐蚀几乎不产生影响,腐蚀电流和腐蚀电位随时间的曲线波动不大;随着角位移幅值的增大,接触表面产生强烈的塑性变形,损伤严重。腐蚀电流和腐蚀电位随时间的变化曲线表明,扭动微动对腐蚀的影响较大,呈磨损加速腐蚀的特征。     

Ti6Al4V钛合金渗碳层在HF中的腐蚀行为

用真空感应渗碳方法对Ti6Al4V钛合金进行高速渗碳,研究了渗碳层在HF溶液中的腐蚀行为。对腐蚀前后渗碳层的相结构和形貌的分析发现：对Ti6Al4V钛合金高速渗碳后,在表面生成一层TiC和CTi_0.42V_1.58复合化合物相的渗碳层。因为表面有渗碳层,Ti6Al4V钛合金在浓度为0.2%的HF中?泡其腐蚀速率从4.65×10^-10 g·m^-2·h^-1降低到3.3×10^-10 g·m^-2·h^-1。电化学腐蚀测试结果表明,其自腐蚀电位从未渗碳时的-0.94 V升高到-0.68 V,腐蚀电流密度从4.10 mA·cm^-2降至1.65 mA·cm^-2,极化电阻从6.36 Ω·cm²增大到15.8 Ω·cm²,R_t从0.2 Ω·cm²增大到5.7 Ω·cm²。渗碳层具有n型半导体特性,未渗碳样品具有p型半导体特性。Ti6Al4V钛合金渗碳后,在腐蚀过程中电子转移的阻力增大,使耐蚀性提高。F^-对Ti6Al4V钛合金渗碳层的腐蚀机理,主要是析氢腐蚀。     

腐蚀磨损过程中材料的环境脆性

从腐蚀磨损的交互作用、腐蚀磨损与应力腐蚀及氢脆的异同出发，论述了磨损加速腐蚀及腐蚀加速磨损的微观机制，指出材料的环境脆性与腐蚀对磨损的加速作用程度有关．从腐蚀对磨损的加速作用、比能耗、磨痕硬度等方面分析了不锈钢 Cl^-体系、Ni-P镀层 NaOH溶液、H4340钢与Ti6A14V合金 稀硫酸溶液体系、铜合金 NH4^ (NH3)或S^2-溶液中的环境脆化行为和规律，总结出材料环境脆性的力学判据，展望了今后腐蚀磨损的研究方向．