Ti6A14V合金表面熱氧化改性及其腐蝕與摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、由于密度小、比強度高、耐腐蝕性能好，鈦及鈦合金被選作為一種新型石油管材。但是鈦合金硬度低、耐磨性能差，在復(fù)雜的石油開采環(huán)境中，其表面極易出現(xiàn)腐蝕和磨損的現(xiàn)象。本文采用熱氧化處理技術(shù)對鈦合金進行表面改性，研究表明Ti6Al4V合金經(jīng)過熱氧化處理后表面生成TiO2氧化層，其耐磨性能和耐腐蝕性能均得到提高。
　　本文采用DMM-400C型金相顯微儀觀察氧化層的截面形貌;TD-3500型X射線衍射儀(Cu靶，40 KV)分析氧化層的相結(jié)構(gòu)

2、及組成;Spectum GDA750的輝光放電儀(GDS)測試氧化層的元素組成;HVS-1000型維氏顯微硬度計檢測氧化層的截面硬度。利用CS350電化學(xué)測試系統(tǒng)分別在30℃和60℃的條件下對Ti6Al4V基體和改性層在CO2飽和模擬油田采出液中的腐蝕行為進行考察;并在不同載荷10N和20 N下，采用MFT-R4000往復(fù)摩擦磨損試驗機進行摩擦磨損實驗，利用WIVS白光干涉三維測量儀研究其表面改性層在干摩擦條件下的常溫摩擦學(xué)性能，對比分

3、析了不同工藝參數(shù)下熱氧化處理Ti6Al4V合金的磨損性能。通過以上研究得出如下結(jié)論:
　　1、經(jīng)過同一時間10 h不同溫度600℃～750℃熱氧化處理后在Ti6Al4V合金表面發(fā)現(xiàn)有不同厚度的氧化層生成，氧化層主要由金紅石相和氧擴散相Ti(Ti(O))相組成，且表面硬度有所增加。
　　2、實驗溫度為30℃和60℃時，在CO2飽和模擬油田采出液中，研究對比了經(jīng)過不同溫度熱氧化處理的Ti6Al4V合金和基體Ti6Al4V合金的電

4、化學(xué)腐蝕行為。結(jié)果發(fā)現(xiàn):經(jīng)過熱氧化處理的Ti6Al4V合金在CO2飽和模擬油田采出液中的腐蝕電位均高于未處理的，而鈍化電流均小于未處理的，其中，鈍化電流最小的分別為:675℃和650℃，都比基體低兩個數(shù)量級。說明經(jīng)過熱氧化處理后Ti6Al4V合金更難被腐蝕且腐蝕速率變小，耐腐蝕性能得到提高，并且分別在675℃和650℃耐腐蝕性能最好。
　　3、在不同載荷10N和20 N下，采用往復(fù)摩擦磨損試驗機研究其表面改性層的摩擦磨損性能，結(jié)果