Ti-6Al-4V在氯离子环境中的耐蚀性研究

针对腐蚀性环境油气田开发实际,利用高温高压釜,研究Ti-6Al-4V在盐酸溴化锌加重溶液中的失重腐蚀速率,并利用体式显微镜及扫描电镜对试样进行腐蚀形貌观察和腐蚀膜成份分析,试验结果表明:在本文试验条件下,Ti-6Al-4V的腐蚀速率为0.1089mm/a;Ti-6Al-4V蚀坑较浅且呈开放式,未被腐蚀产物所覆盖;腐蚀膜中含有一定量Cl元素,表明Cl-是参与腐蚀反应的主要元素。     

Ti-6Al-4V钛合金长寿命疲劳试验

研究了Ti-6Al-4V在室温空气环境下的疲劳性能,获得疲劳寿命为107下的Goodman曲线.结果表明,用简化的Goodman直线代替Goodman曲线对于Ti-6Al-4V钛合金偏于保守.对断口形貌的观察表明应力比R在0附近时裂纹萌生于内部,而当应力比接近-1和1时裂纹萌生于表面.另外,研究了估算Ti-6Al-4V在不同应力比的疲劳强度估算公式,得出Ti-6Al-4V厚板和挤压件缺口试样估算公式的系数,分别为1.422和1.042.     

不同打印参数对3D打印钛合金电化学腐蚀的影响

目的:探讨3D打印不同打印参数对TC4钛合金(Ti-6Al-4V)耐腐蚀性的影响。方法:分别将打印功率、速度和层厚这三个参数作为变量分为A、B、C三组,A组按照功率渐增又分为A1、A2、A3组,B组按照速度渐增又分为B1、B2、B3组,C组按照层厚渐增又分为C1、C2、C3组。分别研究A、B、C三组试件的自腐蚀电位、自腐蚀电流密度和电化学阻抗谱,并分析对比其耐腐蚀性能。结果:A1到A3自腐蚀电位降低,而自腐蚀电流密度增高,电化学阻抗弧减小;从B1到B3自腐蚀电位降低,自腐蚀电流密度增高,电化学阻抗弧减小;从C1到C3自腐蚀电位降低,自腐蚀电流密度和电化学阻抗弧都减小。结论:在一定范围内,3D打印功率和速度越低,TC4钛合金耐腐蚀性越强,腐蚀溶解速率越小,层厚越小,TC4钛合金耐腐蚀性越强,但腐蚀溶解速率越快。     

高强钛合金板材的室温成形

<正>科研人员对经820℃退火处理后的2 mm厚高强Ti-6Al-4V合金板材在室温下的成形及回弹行为进行了实验室研究。实验选用的Ti-6Al-4V合金板材的原始组织由93.86%的等轴α相和6.14%的β相组成,平均晶粒尺寸为1.3μm±0.7μm。室温拉伸测试结果显示,其各向异性较大,与轧制方向呈45°方向时,试样的屈服强度最低,延伸率较高,且当达到极     

阳极氧化二氧化钛纳米管涂层地热水腐蚀和沉积特性

拟采用金属二次阳极氧化等表面工程技术抑制地热水的腐蚀和结垢现象。在纯钛和钛合金(Ti-6Al-4V)板基底上采用二次阳极氧化法制备了二氧化钛微纳米管阵列涂层,探讨了制备工艺参数对涂层结构的影响,并进一步采用浸渍法对涂层进行了超疏水化处理。通过场发射环境扫描电镜表征了涂层的微观结构形貌。应用视频光学接触角测量仪检测了涂层表面的静态接触角,估算了表面自由能。对涂层的粗糙度也进行了测量。采用静态浸渍法评估了涂层的防垢性能。采用电化学线性极化曲线法研究了涂层在地热水中的耐腐蚀效果。结果表明,在钛及钛合金基底上,采用二次阳极氧化和浸渍工艺,可以制得具有规整二氧化钛微纳米管阵列结构和较低表面能的功能涂层;该涂层与基底相比,在地热水中的耐腐蚀性能得以提高;在碳酸钙饱和溶液中的污垢沉积速率降低约15%。同时,涂层与基底有较好的结合性能,疏水涂层经历多次胶带剥离和砂纸磨损实验后,依然保持着较高的疏水性。     

基于响应面分析法的Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo钛合金切削温度仿真研究

建立了2D切削仿真有限元模型,然后进行Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo切削温度仿真,并建立切削温度的二次响应面回归数学模型,最后进行了切削温度试验验证。结果表明:切削Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo钛合金的切削温度随切削速度和进给量的增加显著上升,但随切削深度的变化并不明显。     

Ti-6Al-4V合金表面激光熔覆NiCrBSi＋5%BN涂层组织和性能

Ti-6Al-4V合金具有比强度高、耐蚀性能好等优点,在航天、航空、石油和化工等新科技工业部门广泛使用。在表面激光熔覆金属-陶瓷复合涂层是改善钛合金性能的重要方式,利用XRD、SEM和EDS等分析手段对NiCrBSi＋5%（质量分数）BN熔覆层的微观组织进行分析。利用HV-1000型显微维氏硬度计测试激光熔覆试样的硬度。     

Ti-6Al-4V钛合金脉冲阳极氧化工艺

研究了Ti-6Al-4V钛合金脉冲阳极氧化工艺,并对影响阳极氧化膜厚度的主要因素(如温度、电流密度、时间等)进行了研究,得到了满足膜厚要求的工艺参数。将优化得出的工艺参数应用于零件的仿形试件生产,得到厚度均匀的阳极氧化膜,并对其表面形貌、成分等进行了分析。     

Al2O3/Cu-Sn-Ti+B钎料/Ti-6Al-4V合金连接的微观结构及力学性能

在Cu-21Sn-12Ti钎料中添加不同质量分数的B粉制备Cu-Sn-Ti＋B复合钎料,然后在钎焊温度910℃保温10 min条件下钎焊Al2O3与Ti-6Al-4V合金。研究了原位生成TiB对Al2O3/Ti-6Al-4V合金接头微观结构及力学性能的影响。接头中原位生成的TiB呈晶须状均匀分布在Ti2Cu上,当采用TiB体积分数低于40%的钎料钎焊Al2O3与Ti-6Al-4V合金时,均可获得连接良好且界面致密的钎焊接头。随接头中TiB的体积分数增加,Ⅱ区中的Ti2（Cu,Al）含量增加,并逐渐变得连续,TiB的分布区Ⅲ范围增宽,Ti-6Al-4V合金向钎料中的溶解量增加。接头的室温抗剪强度随TiB的体积分数增加先上升后下降,当接头中TiB体积分数增至20%时,接头抗剪强度达最大,为70.1MPa。     

等离子喷涂硅灰石涂层结构和性能的研究

采用等离子喷涂技术，在Ti-6Al-4V基体上制备了硅灰石涂层，利用SEM和XRD分析技术对涂层的形貌，结构和相组成进行了研究，按ASTMC－633标准对涂层的结合强度也进行了测试，将涂层试样浸泡于模拟体液中以评估其生物活性，利用SEM及配备的能谱仪（EDS），XRD和IR对浸泡后涂层表面产物的形貌，结构和相组成等进行了分析，结果表明，等离子喷涂硅灰石涂层具有粗糙的表面和层状结构，涂层内部存在一些气孔和微裂纹，涂层的主晶相是三斜晶系硅灰口，也存在玻璃相，硅灰石涂层和Ti-6Al-4V基体热膨胀系数相近，因此涂层和T-6Al-4V基体具有较高的结合强度，其值可达约39MPa，模拟体液浸泡试验显示，硅灰石涂层表面能形成含有碳酸根的羟基磷灰石层，这表明硅灰石涂层会有良好的生物活性，可作为生物活性涂层的候选材料。     

生孢梭菌半固体培养基菌落计数方法的研究

目的 :建立使用半固体培养基进行生孢梭菌菌落计数的方法,使菌落计数结果能够接近最大活菌数。方法 :接种生孢梭菌的新鲜培养物至硫乙醇酸盐培养基中,30~35℃培养18~24小时,用0.9%无菌氯化钠溶液稀释生孢梭菌菌液至与标准比浊管相同的浓度,用10倍稀释法分别稀释至1×10-6、1×10-7、1×10-8三个稀释级备用。分别配制琼脂浓度为0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%的6种硫乙醇酸盐培养基,分别取三个稀释级的菌液1m L接种至配制好的上述6种硫乙醇酸盐培养基中,同时在胰酪大豆胨琼脂培养基上接种等量菌液,并放入厌氧袋中,将接种好的上述培养基至35℃培养18~24小时,进行菌落计数并比较结果。结果 :半固体培养基计数法比厌氧袋计数法效果好,使用琼脂浓度为0.5%的硫乙醇酸盐培养基,30~35℃培养18小时,菌落计数最多,最接近最大活菌数。结论 :生孢梭菌半固体培养基计数法适用于生孢梭菌计数。     

钛合金表面Ni-TiB2复合镀层的结构与性能

在Ti-6Al-4V钛合金表面制备了Ni-TiB_2复合镀层。通过单因素试验,研究了镀液中TiB_2的质量浓度、搅拌速率和电流密度对复合镀层中TiB_2的质量分数的影响。优选出的最佳工艺参数为:镀液中TiB_2的质量浓度12g/L,搅拌速率500r/min,电流密度3A/dm~2。同时,获得了TiB_2的质量分数较高(约为9%)的复合镀层。Ni-9%TiB_2复合镀层表面较致密,其硬度约为钛合金基体的2倍。     

电化学对循环冷却水系统碳钢的结垢与腐蚀影响

为探究电化学对循环冷却水系统碳钢材料结垢和腐蚀的影响，构建了以Ti/RuO₂阳极和Ti网阴极为核心的电化学处理系统，将其分别与旋转腐蚀速率仪和循环冷却水动态模拟系统进行联用。首先通过除垢效果和电流效率对电化学系统进行参数优化，实验结果显示，15V电压、120min处理时间为最优电化学处理参数。电化学联用旋转腐蚀速率仪实验结果显示，对于不同硬度的水质，电化学嵌入后均可降低碳钢表面垢沉积速率。XRD和SEM分析表明，碳钢表面水垢晶型以方解石为主转化为以文石为主。但当水质为软水时，电化学嵌入可明显加剧碳钢腐蚀速率；而当电化学嵌入硬水与高硬水水质时，挂片表面可形成均匀、致密的Fe₃O₄层，碳钢腐蚀速率由0.60mm/a、0.54mm/a分别降至0.47mm/a、0.32mm/a。电化学联用循环冷却水动态模拟装置实验结果显示，嵌入电化学模块后，循环冷却水模拟系统的污垢热阻均显著降低。经数据分析，当水质为软水时，嵌入电化学系统后碳钢腐蚀速率增大，而当水质为高硬水时，碳钢腐蚀速率分别由0.12mm/a、0.15mm/a降至0.10mm...     

Mg-7Y-2.5Zn-2Si/Al镁合金的电化学腐蚀行为研究

镁合金具有较高的比强度、比刚度等优点,广泛应用于各个领域,如汽车、飞机、医用材料等,但镁合金耐蚀性很差,为了更好地了解镁合金耐电化学腐蚀性能,本文将镁合金Mg-7Y-2.5Zn-2Al和Mg-7Y-2.5Zn-2Si试样分别进行电化学腐蚀实验,在介质为3.5%NaCl水溶液和SBF溶液(模拟体液),腐蚀后用动电位极化法绘制出动电位极化曲线,用扫描电镜(SEM)观察镁合金表面形貌,并采用维氏硬度仪分析其对镁合金硬度的影响。镁合金的电化学腐蚀行为实验结果显示,含Si镁合金在3.5%NaCl溶液和SBF溶液中耐电化学腐蚀性能好于含Al镁合金。     

热处理对Al-Zn-Ga-Si铝合金牺牲阳极电化学性能的影响

实验熔炼了Al-Zn-Ga-Si牺牲阳极材料，并采用3种方式对其进行热处理，通过扫描电镜观察微观形貌，借助牺牲阳极电化学性能试验法、电化学阻抗、微区电化学等测试方法研究了3种热处理方式对铝合金牺牲阳极电化学性能的影响。结果表明：热处理试样比铸态试样的电化学性能有所提升，试样熔合度更高，组织更加均匀；同时，固溶处理比退火处理表现出更加优异的电化学性能，阳极微区活化点增多、活化性能加强、腐蚀产物不易附着。     

羟基磷灰石/TiO_2复合涂层在模拟脑脊液中生物相容性(英文)

应用阳极氧化法在Ti-6Al-4V钛合金(TC4)表面制备了多孔TiO2涂层,在TiO2涂层表面电沉积制备了羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)/TiO2复合涂层,用实验用人工脑脊液(artificial cerebrospinal fluid,ACSF)体液模拟人体的脑脊液,以TC4和TiO2涂层为对比,研究了HA/TiO2涂层在浸泡过程中发生的物理化学变化,考察了HA/TiO2复合涂层抑制钛合金中元素Al和V的析出情况。结果表明:3种样品随浸泡时间的延长遵循的生长规律为:HA成核→HA晶粒长大→HA晶粒相互团簇形成一体→涂层逐渐扩大覆盖到整个基体表面;TC4,TiO2以及HA/TiO2涂层在ACSF中都能够诱导HA的生成,表现出了良好的生物活性。检测浸泡后溶液中Al和V的浓度可知,阳极氧化法制备的TiO2涂层对于Al,V元素的析出起到了一定的抑制作用,能够进一步提高钛合金的生物相容性。     

一种新型钛合金无缝管轧制过程中应力应变有限元模拟分析

以一种新型介稳定beta型Ti-Al-V-Cr-Mo-Nb-Sn系(名义成分:Ti-4Al-6V-7Cr-6Mo-3.5Sn-3.5Nb,wt%)钛合金管材为研究对象,利用Simufact有限元分析软件,构建了能够反映该合金管材在轧制压延过程中应力和应变场分布情况以及材料表面质点的运动情况的有限元模型,为同类别的钛合金管材的轧制工艺参数制定和优化提供理论指导。     

球磨工艺对钛合金粉末颗粒尺寸的影响

针对Ti-6Al-4V合金粉末制备过程中存在的问题,采用机械合金化法制备Ti-6Al-4V合金粉末。利用SEM等手段分析研究了球磨时间和转速对合金粉末颗粒形貌、尺寸的影响。结果表明,球磨后,合金粉末的组织形貌发生了变化,形状向近球状发展,颗粒尺寸变细;随着球磨时间的延长,合金粉末的粒度减小,当球磨时间超过60h以后,粒度变化不大;当球料比为20∶1时,合金粉末粒度最小,球料比过小,细化不充分,合金粉末出现聚集现象。     

Ti-6Al-4V钛合金环保型阳极氧化及封闭处理研究

选用Ti-6Al-4V钛合金作为基体在环保型电解液中制备阳极氧化膜,然后分别浸没在沸水、氟锆酸铵溶液、乙酸钙溶液中对阳极氧化膜进行封闭处理。采用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪表征和分析未封闭及封闭处理后阳极氧化膜的微观形貌、化学成分与物相结构,并配制酸性氯化钠溶液作为腐蚀介质,研究未封闭及封闭处理后阳极氧化膜的耐腐蚀性能。结果表明：与未封闭阳极氧化膜相比,在沸水、氟锆酸铵溶液、乙酸钙溶液中封闭处理后阳极氧化膜中微孔数量减少,化学成分发生变化,耐腐蚀性能进一步提高,但封闭处理未影响阳极氧化膜的物相结构。在乙酸钙溶液中封闭过程中发生化学反应,生成水合二氧化钛、氢氧化钛、氢氧化钙和钛酸钙等多种产物,达到协同封闭效果,赋予封闭处理后阳极氧化膜良好的表面致密性,其耐腐蚀性能好于在沸水、氟锆酸铵溶液中封闭处理后阳极氧化膜,对钛合金的防护作用更强。     

脉冲参数对TC4钛合金电化学抛光的影响

采用脉冲电源对TC4钛合金进行电化学抛光，研究了电压、脉冲频率和占空比对抛光效果的影响。结果表明，TC4钛合金的表面粗糙度和材料去除率随着脉冲频率增大而呈先减小后增大的变化趋势；随着电压或占空比增大，TC4钛合金的表面粗糙度先减小后增大，材料去除率增大。在温度20℃、极间距4 cm、电压25 V、脉冲频率1 000 Hz及占空比40%的条件下电化学抛光6 min后，TC4钛合金的材料去除率为23.85μm/min，表面粗糙度(Ra)从初始的6.21μm降到0.84μm，表面平整均匀。