一種Ti3Al基合金腐蝕性能的研究.pdf

1、Ti3Al基合金具有高比強(qiáng)度、高溫蠕變強(qiáng)度、耐熱及低密度等諸多優(yōu)點(diǎn)，被應(yīng)用在航空航天、軍事、汽車等領(lǐng)域，尤其是航空航天用高溫結(jié)構(gòu)材料，另外，Ti3Al基合金因其諸多優(yōu)點(diǎn)在海洋工程領(lǐng)域同樣具有巨大的應(yīng)用潛能。但Ti3Al基合金高溫氧化性能和磨損性能差，限制了其更廣泛的應(yīng)用。故對(duì)Ti3Al基合金耐蝕性的研究具有重要意義。本文研究所用TD3合金為一種中等Nb含量的三相（α2+O+B2）Ti3Al基合金，目前對(duì)TD3合金的研究大多集中在其微觀結(jié)

2、構(gòu)和力學(xué)性能方面，對(duì)其腐蝕性的研究并不多。
　　針對(duì)Ti3Al基合金抗高溫氧化性能差的特點(diǎn)，本文對(duì)TD3合金的高溫氧化規(guī)律進(jìn)行了研究，探討了TD3合金在800 ℃、850 ℃及900 ℃的高溫氧化行為，做出了各溫度下的氧化動(dòng)力學(xué)曲線，采用XRD、SEM、EDS等手段研究了氧化層的相結(jié)構(gòu)、顯微組織及形貌，對(duì)高溫氧化后各試樣的腐蝕情況進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)TD3合金隨氧化溫度和時(shí)間的增加，氧化增重速率提高，氧化產(chǎn)物主要由TiO2和Al2O

3、3組成。
　　針對(duì)TD3合金的海洋應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行了電化學(xué)腐蝕研究，測(cè)試了該種合金在3.5％ NaCl近海水溶液中的腐蝕特性，另外又配置了濃度為2%和5%NaCl溶液做對(duì)比實(shí)驗(yàn)。利用極化曲線求得試樣在腐蝕溶液中的自腐蝕電位、自腐蝕電流密度、鈍化電位及維鈍電流等電化學(xué)參數(shù)，用光學(xué)顯微鏡對(duì)腐蝕后的形貌進(jìn)行觀察。對(duì)試樣在不同濃度NaCl溶液中的腐蝕情況進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)TD3合金隨著NaCl溶液濃度的升高，抗腐蝕能力先下降后上升。
　

4、　本文還對(duì)TD3合金進(jìn)行500 ℃、600 ℃及700 ℃熱氧化處理和離子氮化處理，然后對(duì)比分析了處理前、后的試樣在3.5% NaCl溶液中的電化學(xué)腐蝕情況，發(fā)現(xiàn)熱氧化和離子滲氮處理可以有效提高TD3合金的耐蝕性，而在500 ℃熱氧化處理后的試樣耐蝕性最佳。
　　針對(duì)Ti3Al基合金磨損性能差的特點(diǎn)，本文對(duì)表面處理前、后的TD3合金進(jìn)行了磨損性能測(cè)試。采用往復(fù)干摩擦方式，載荷20N，摩擦?xí)r間5min，測(cè)得各試樣的摩擦系數(shù)，用光學(xué)顯