鈦腐蝕常見的類型以及加工技術
鈦合金是以鈦為基礎加入其他元素組成的合金。鈦合金具有密度低、比強度高、抗腐蝕性能好、工藝性能好等優點,是理想的航天工程結構材料。在實際生產環境中,會發生不同種類的腐蝕,下面小編和大家介紹關于鈦腐蝕常見的類型以及加工技術的內容,歡迎閱讀!
鈦腐蝕常見的類型:
1、縫隙腐蝕:在金屬構件縫隙或者缺陷處,由于電解質的滯流構成電化學電池而引起局部腐蝕現象,在中性和酸性溶液中,鈦合金縫隙處發生接觸腐蝕概率遠大于堿性溶液,接觸腐蝕并不發生在整個縫隙面,而是最終導致局部穿孔破壞。
2、點蝕現象:鈦在多數鹽溶液中無點蝕現象,其多發生在非水溶液以及沸騰的高濃氯化物溶液中,溶液中鹵素離子對鈦表面的鈍化膜進行腐蝕,并向鈦內部擴散而發生點蝕,點蝕孔徑小于其深度。某些有機介質也會和鈦合金在鹵素溶液中發生點蝕現象,鈦合金在鹵素溶液中的點蝕一般發生在高濃度高溫環境下,此外,在硫化物和氯化物中的點蝕需要特定的條件且有限。
3、 氫脆:氫脆(HE)又稱氫致開裂或氫損傷,是鈦合金早期損傷失效原因之一,鈦及其鈦合金表面的鈍化膜有很高的強度,氫脆的敏感隨強度的升高而增加,所以鈍化膜氫脆很敏感。
4、接觸腐蝕:鈦表面的鈍化氧化膜促進鈦電位移向正電位,提高了鈦材耐酸性和水介質的腐蝕。由于鈦合金表面較高的電位,勢必造成與其接觸的其他金屬形成電化學回路而造成接觸腐蝕。鈦合金易在下面兩類介質中發生接觸腐蝕:第一類是自來水、鹽溶液、海水、大氣、HNO3、醋酸等,該溶液Cd、Zn、Al 的穩定電極電位比Ti 更負,陽極腐蝕的速率激增6~60倍曰第二類是H2SO4、HCl 等,Ti 在這些溶液中,可能處于鈍化態,也可能處于活化態,實際接觸腐蝕過程中常見的為第一類溶液腐蝕。通常采用陽極化處理在基體表面形成改性層,阻礙接觸腐蝕。
鈦腐蝕加工技術:
腐蝕加工是將工件置于化學溶液中,利用化學溶液對基體進行腐蝕溶解的一種技術。其可通過控制化學溶液和對工件施加保護措施,在預定范圍和深度上精準去除基體材料。腐蝕加工是一種存在擴散、吸附、化學反應和電化學反應等諸多局部反應的過程。合金材料內部因存在金屬電位差,在腐蝕加工時,化學反應、電化學反應兩種過程同時存在,哪一種為主要過程需要根據金屬材料的成分及其含量而定。純金屬在腐蝕加工時,就是化學反應過程,它的機理簡單地說就是晶界與晶粒的溶解。
對于腐蝕液來講,原子(晶粒)間距較寬的地方溶解比較迅速,直到顯示出不平整的表面為止,而晶界上晶格的畸變和富集的雜質,常常導致更加快速的溶解作用,從而可能會使整個晶粒受到凹坑狀的腐蝕,晶粒度越小,晶界腐蝕越輕。這種晶界腐蝕除了某些鋼種以外,對于機械性能或者疲勞性能的有害影響都是微不足道的。
腐蝕加工與一般的機械加工方法有著根本的區別,在進行腐蝕加工的過程中,沒有任何機械強制力加諸于所切削的表面上。此外,在保護層材料的有效保護下,腐蝕加工能夠非常巧妙而精確地從指定面積上把材料切削下來,并在需要的部位恰如其分地留下圖樣上規定的材料厚度。由于其工藝簡單,容易實現,生產成本低,加工表面粗糙度值低,加工精度高,所以它在某些領域能夠完全取代一般的機械加工。其主要特點:不會產生加工應力,便于加工薄、易變形及面積大的零件。不受金屬材料狀態的影響,不論是成形、熱處理還是硬化處理前后,都可采用腐蝕加工方法。某些焊接、鉚接及膠結組合件,可以改為整體結構,直接用腐蝕加工方法加工,從而減輕結構質量,減少工藝裝備,節約工時,縮短生產周期。生產效率較高,可多零件同時加工。零件浸入或出槽的速率較易控制,可以加工出錐形截面。與鍛、鑄和機械加工方法相比,可節約金屬材料。零件設計更改時,只需簡單地變更保護型面,就可應用于新零件的試制。設備簡單,投資少,適應性好,尤其適用于加工型面復雜的零件。
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