● 摘要
金属间化合物Cr3Si具有密度低(6.5 g/cm3)、熔点高(2043 K)、硬度高(11.8 GPa)、高温抗氧化性能优异、高温抗腐蚀性能优异、高温耐磨性能优异等突出性能优点,被誉为航空航天、燃气轮机等领域中很有应用前景的新一代高温结构候选材料。BT20钛合金(Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V)作为一种新型的近α型钛合金,具有较好的综合力学性能和锻造工艺性能,并有优越的抗应力腐蚀能力,主要用于制造500℃以下长时间工作的结构零件和焊接承力结构件等,是新型飞机和发动机中选用的主要合金之一。本文分别以耐蚀性较高的奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti和锻造BT20钛合金为参照,通过电化学测试包括电位时间曲线、电化学交流阻抗谱、动电位极化曲线和微观形貌表征包括光学显微镜、扫描电子显微镜等技术研究了激光熔覆Cr3Si金属间化合物及激光快速成形BT20钛合金的耐蚀性能。通过分别表征研究试样在不同浓度、不同pH值的腐蚀中的腐蚀行为,以及试样腐蚀程度随其在同种腐蚀介质中浸泡不同时间的变化,确定了不同环境的腐蚀介质对激光熔覆Cr3Si金属间化合物及激光快速成形BT20钛合金耐蚀性的主要影响因素,并研究了激光快速成形工艺处理对BT20钛合金耐蚀性的影响。试验结果表明,激光熔覆Cr3Si金属间化合物在NaCl及NaF环境下,不论酸性还是中性环境,其耐蚀能力都要优于奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti。在中性环境中,Cl-和F-的浓度变化对Cr3Si的腐蚀程度并没有太大影响;并在较长时间的浸泡过程中,Cr3Si的耐蚀性能保持稳定。激光快速成形BT20钛合金在NaCl及Na2SO4溶液中的耐蚀性能均较锻造BT20钛合金优异。同时,无论是Cl-还是SO42-溶液中,激光快速成形BT20钛合金腐蚀严重程度都依次为:酸性>碱性>中性;增大Cl-的浓度或延长在NaCl溶液中的浸泡时间均对激光快速成形BT20钛合金的腐蚀程度影响甚微。
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