● 摘要
BT20钛合金（Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V）作为一种新型的近α型钛合金，具有良好的综合力学性能和锻造工艺性能，并有优异的抗应力腐蚀能力，广泛应用于航空航天、国防、汽车、医疗等领域。但钛合金却有耐摩擦性差、磨削加工性能不好等特点，激光快速成形工艺从根本上解决了钛合金表面耐摩擦性差等缺陷。激光快速成形工艺制备的钛合金的耐蚀性对其应用有重要影响，但到目前为止，其在腐蚀性环境中，特别是在含氟离子的溶液中耐蚀性研究报道很少。本课题通过电化学测试包括电位时间曲线、电化学交流阻抗谱及线性极化扫描和微观形貌表征包括光学显微镜、扫描电子显微镜研究了激光快速成形BT20钛合金的耐蚀性。通过分别表征试样在不同外加电位，不同浓度、不同pH值的NaF溶液中的腐蚀行为，确定了不同外加电位及氟离子对激光快速成形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。实验结果表明，在不同电位处理下，激光快速成形BT20钛合金在NaF溶液中能生成具有一定保护性的钝化膜，并且随着外加电位的增加，电极表面生成的钝化膜越来越致密，表面耐蚀性能在一定电位范围内随外加电位的增加而增强；但是在高浓度的NaF溶液中以及较长的极化时间下，外加电位对钝化膜的影响会逐渐减小；极化溶液的离子种类也会影响钝化膜的电化学性能，相对于在NaOH溶液中不同电位极化，氟离子溶液不利于稳定钝化膜的形成。在中性的氟离子环境下，钛合金具有一定的耐蚀性，但随着氟离子浓度的增大，铸造及激光快速成形BT20钛合金的耐蚀性降低，激光快速成形工艺对BT20钛合金的耐蚀性能改善不大；酸性氟离子的环境对钛合金的耐蚀性影响较大，钛合金表面钝化膜在酸性的氟离子溶液中会被破坏，钛合金失去耐蚀性时的pH值会随着氟离子的浓度的增大而增大，研究也表明破坏钛合金钝化膜的是氟化氢分子而不是氟离子。