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(yīng)用于制冷機(jī)和熱交換器中，然而在新型溴冷機(jī)運(yùn)行過程中，高速流動(dòng)的溴化鋰溶液會(huì)因壓強(qiáng)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(qiáng)的腐蝕性，因此會(huì)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(duì)設(shè)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(yīng)用于溴冷機(jī)具有重要意義。在實(shí)驗(yàn)室條件下，本文利用超聲波空蝕試驗(yàn)機(jī)通過失重法、電化學(xué)測(cè)試

2、、顯微硬度及殘余應(yīng)力測(cè)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(duì)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(duì)空蝕的緩蝕作用進(jìn)行系統(tǒng)的研究。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在55%LiBr水溶液中，TC4鈦合金具有較強(qiáng)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(gè)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(xué)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(dá)到最大值，此后開始回落?？瘴g進(jìn)入上升期后，累積失重明顯上升，材料表層裂紋橫向擴(kuò)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(dòng)。
　　在空蝕腐蝕過程中，力學(xué)作用是造成材料破壞的主要因素，其作用分量的比重達(dá)到77%以上，而力學(xué)效應(yīng)和腐蝕效應(yīng)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(duì)鈦合金表面微裂紋的擴(kuò)展起到了加速作用，從而在一定程度上降低了其表面力學(xué)性質(zhì)，空化作用使得鈦合金的電化學(xué)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(fù)移，電極表面鈍化膜隨空蝕時(shí)間的增長而不斷破壞，電化學(xué)阻抗不斷減小，表面活性點(diǎn)大面積增加，導(dǎo)致鈦合金的電化學(xué)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(shí)間空蝕后的質(zhì)量損失，并對(duì)鈦合金在55%LiBr溶液中的電化學(xué)