TC4鈦合金在溴化鋰溶液中的空泡腐蝕研究.pdf

1、溴化鋰水溶液是一種高效的環(huán)境友好型吸收劑，目前已逐步取代氟利昂廣泛應用于制冷機和熱交換器中，然而在新型溴冷機運行過程中，高速流動的溴化鋰溶液會因壓強變化發(fā)生劇烈的空化現(xiàn)象，由于高濃度溴化鋰本身具有很強的腐蝕性，因此會引起所接觸的碳鋼、不銹鋼、銅等常用的金屬材料發(fā)生空泡腐蝕，對設備的使用壽命造成較大的影響。所以，選擇一種能夠有效抵抗溴化鋰空蝕的金屬材料應用于溴冷機具有重要意義。在實驗室條件下，本文利用超聲波空蝕試驗機通過失重法、電化學測試

2、、顯微硬度及殘余應力測量，并結(jié)合環(huán)境掃描電鏡（SEM）、原子力顯微鏡（AFM）、三維視頻顯微鏡等表面分析方法，對TC4鈦合金在55％LiBr水溶液中的空泡腐蝕行為以及NaNO2緩蝕劑對空蝕的緩蝕作用進行系統(tǒng)的研究。
　　實驗結(jié)果表明，在55%LiBr水溶液中，TC4鈦合金具有較強的抗空泡腐蝕能力，在連續(xù)空蝕8 h后累積失重量僅為6.86 mg，空蝕過程分為孕育期和上升期兩個階段，其中前3h為材料的空蝕孕育期，此階段鈦合金質(zhì)量損失極

3、小，空化力學沖擊作用使得材料表面發(fā)生塑性變形和加工硬化，微裂紋和蝕坑逐漸萌生，表面顯微硬度迅速上升，并在孕育期結(jié)束后達到最大值，此后開始回落?？瘴g進入上升期后，累積失重明顯上升，材料表層裂紋橫向擴展并開始脫落，最終呈現(xiàn)出蜂窩狀的表面微觀形貌，硬化層則向基體深處移動。
　　在空蝕腐蝕過程中，力學作用是造成材料破壞的主要因素，其作用分量的比重達到77%以上，而力學效應和腐蝕效應的協(xié)同作用量占材料總損失量的15.09%～22.51%，其

4、中腐蝕介質(zhì)對鈦合金表面微裂紋的擴展起到了加速作用，從而在一定程度上降低了其表面力學性質(zhì)，空化作用使得鈦合金的電化學行為受到了顯著的影響，受空泡破裂產(chǎn)生的微射流及沖擊波作用，鈦合金的自腐蝕電位迅速負移，電極表面鈍化膜隨空蝕時間的增長而不斷破壞，電化學阻抗不斷減小，表面活性點大面積增加，導致鈦合金的電化學溶解加速。
　　NaNO2作為陽極型緩蝕劑在一定程度上減少了鈦合金在長時間空蝕后的質(zhì)量損失，并對鈦合金在55%LiBr溶液中的電化學