ZTi60合金微弧氧化工藝及其膜層腐蝕特性研究.pdf

1、ZTi60合金因其優(yōu)異的綜合性能，在艦船制造業(yè)中的應(yīng)用量急劇增加，但鈦合金與不銹鋼配合使用時(shí)容易造成明顯的電偶腐蝕。本文采用微弧氧化技術(shù)，對ZTi60合金微弧氧化工藝進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，優(yōu)選出適合ZTi60合金的電解質(zhì)溶液配方，并在其表面制備出相應(yīng)的微弧氧化陶瓷膜層。采用掃面電子顯微鏡(SEM)觀察并分析了所獲膜層的表面和截面形貌，采用X-射線衍射儀(XRD)研究了膜層的相結(jié)構(gòu)組成。分析了工藝參數(shù)對膜層的生長特性、微觀組織形貌、相結(jié)構(gòu)等的

2、影響。通過對ZTi60合金微弧氧化膜層的極化曲線測量及Tafal斜率分析、交流阻抗測量及等效電路擬合，研究了其表面經(jīng)過微弧氧化后自身的耐蝕性。通過3.5％NaCl溶液浸泡試驗(yàn)，研究了具有不同微弧氧化膜層的ZTi60合金與321不銹鋼構(gòu)成電偶對時(shí)不銹鋼的腐蝕速率。通過標(biāo)準(zhǔn)電偶腐蝕試驗(yàn)，對比研究了與321不銹鋼構(gòu)成電偶對時(shí)，未經(jīng)過微弧氧化處理的ZTi60合金和經(jīng)過不同溶液微弧氧化處理的ZTi60合金的電偶腐蝕特性，測試了幾種不同工藝條件下制

3、備膜層的電偶電流和電偶電位。研究結(jié)果表明：
　　 ZTi60合金微弧氧化處理的比較理想的溶液組成有：
　　 (1)1-5號溶液：硅酸鈉16g/L，六偏磷酸鈉14g/L，檸檬酸鈉2g/L
　　 (2)2-5號溶液：偏鋁酸鈉13g/L，六偏磷酸鈉4g/L，氟化鈉1g/L
　　 SEM照片顯示，陶瓷膜層表面是由若干類似于“火山堆”狀的微孔組成；經(jīng)硅酸鹽-磷酸鹽復(fù)合溶液處理所獲陶瓷膜層表面的微孔較大，粗糙度較大，

4、致密性較差，而經(jīng)鋁酸鹽-磷酸鹽復(fù)合溶液處理所獲陶瓷膜層表面的微孔較小，粗糙度較小，致密性較好；硅酸鹽-磷酸鹽復(fù)合溶液中所獲得的膜層較鋁酸鹽-磷酸鹽復(fù)合溶液中的厚。
　　 XRD分析得出，經(jīng)硅酸鹽-磷酸鹽復(fù)合溶液微弧氧化后所獲膜層主要由銳鈦礦相TiO2構(gòu)成，金紅石相TiO2含量較少，經(jīng)鋁酸鹽-磷酸鹽復(fù)合溶液微弧氧化處理后所獲膜層主要由Al2TiO5相組成。
　　 ZTi60合金表面獲得微弧氧化膜層后，其腐蝕電位向正方向移動

5、，陽極極化率增大，腐蝕電流減小，使得腐蝕速度減慢，從而使其自身的耐蝕性得到提高，并且經(jīng)過1-5號溶液處理的ZTi60合金試樣，其耐蝕性更好；ZTi60合金微弧氧化膜層在3.5％NaCl溶液中的腐蝕模型為均勻腐蝕。
　　 未經(jīng)微弧氧化處理ZTi60合金與321不銹鋼偶對時(shí)，不銹鋼被嚴(yán)重腐蝕，腐蝕速度為大于4g/dm2，ZTi60合金經(jīng)過微弧氧化之后，不銹鋼腐蝕得到緩解，腐蝕速度明顯減慢；相同參數(shù)條件下，經(jīng)1-5號溶液處理ZTi60