钛合金在NaCl溶液中的失效行为与机理

发布时间：2024-01-28 21:14

　　钛合金以其优异的力学性能及耐腐蚀性能等优点广泛应用于海洋环境中。然而,服役于海洋环境中的钛合金在腐蚀介质、阴极保护及外加应力等复杂工况的作用下,容易发生腐蚀和氢脆等失效行为,造成巨大的经济损失。因此,研究钛合金在海洋环境中的使役安全具有重要的理论和现实意义。本文系统研究了TC4和Ti4211钛合金在模拟海洋环境中的腐蚀行为、氢脆敏感性及力学行为,建立了模拟海洋环境中钛合金使役性能与微观组织之间的变化关系,对合金在各种测试条件下对应的微观失效机理进行了阐释。浸泡试验和腐蚀电化学测试的结果表明,TC4和Ti4211钛合金在3.5%NaCl溶液中有极其优异的耐蚀性能。浸泡180 d后,合金表面依然没有任何微观局部腐蚀的发生。失重实验表明,两种合金的失重率相近,均为2×10^-4 mg/cm²/day。Ti4211合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀电位的稳定值略高于TC4合金。两种合金的极化电阻值分别为5.69×10⁵?·cm²和6.50×10⁵?·cm²,Ti421...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 钛合金的典型腐蚀行为
        1.2.1 点蚀
        1.2.2 电偶腐蚀
        1.2.3 缝隙腐蚀
        1.2.4 应力腐蚀开裂
    1.3 钛合金的氢脆行为
        1.3.1 钛合金在气体环境中的氢脆
        1.3.2 钛合金在水性电解质环境中的氢脆
    1.4 选题意义
    1.5 研究内容
第2章 实验材料及方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 实验试样成分
        2.1.2 试样制备
    2.2 实验方法及仪器
        2.2.1 微观组织表征
        2.2.2 浸泡实验
        2.2.3 电化学测试
        2.2.4 阴极充氢实验
        2.2.5 充氢后的电化学测试
        2.2.6 力学性能测试
        2.2.7 失效分析
第3章 钛合金在模拟海洋环境中的腐蚀行为
    3.1 微观组织表征
    3.2 浸泡实验
        3.2.1 浸泡前后的形貌观察
        3.2.2 失重实验
    3.3 电化学测试
        3.3.1 腐蚀电位
        3.3.2 电化学阻抗谱
        3.3.3 极化曲线
        3.3.4 电化学测试前后合金的微观组织
    3.4 讨论与分析
    3.5 本章小结
第4章 阴极充氢对钛合金微观组织演化的影响规律
    4.1 阴极充氢对TC4合金微观组织的影响
        4.1.1 表面宏观形貌
        4.1.2 表面微观形貌
        4.1.3 横截面形貌
    4.2 阴极充氢对Ti4211合金微观组织的影响
        4.2.1 表面宏观形貌
        4.2.2 表面微观形貌
        4.2.3 横截面形貌
    4.3 氢化物的表征
        4.3.1 DSC分析
        4.3.2 XRD分析
    4.4 讨论与分析
    4.5 本章小结
第5章 阴极充氢对钛合金使役性能的影响
    5.1 阴极充氢对TC4合金电化学性能的影响
        5.1.1 电化学阻抗谱
        5.1.2 极化曲线
        5.1.3 腐蚀形貌
    5.2 阴极充氢对Ti4211合金电化学性能的影响
        5.2.1 电化学阻抗谱
        5.2.2 极化曲线
        5.2.3 腐蚀形貌
    5.3 阴极充氢不同时间后TC4合金的力学性能
        5.3.1 应力-应变曲线
        5.3.2 拉伸断口形貌
    5.4 阴极充氢不同时间后Ti4211合金的力学性能
        5.4.1 应力-应变曲线
        5.4.2 拉伸断口形貌
    5.5 讨论与分析
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的论文
致谢



本文编号：3887784