钛腐蚀常见的类型以及加工技术
钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。钛合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀性能好、工艺性能好等优点,是理想的航天工程结构材料。在实际生产环境中,会发生不同种类的腐蚀,下面小编和大家介绍关于钛腐蚀常见的类型以及加工技术的内容,欢迎阅读!
钛腐蚀常见的类型:
1、缝隙腐蚀:在金属构件缝隙或者缺陷处,由于电解质的滞流构成电化学电池而引起局部腐蚀现象,在中性和酸性溶液中,钛合金缝隙处发生接触腐蚀概率远大于碱性溶液,接触腐蚀并不发生在整个缝隙面,而是最终导致局部穿孔破坏。
2、点蚀现象:钛在多数盐溶液中无点蚀现象,其多发生在非水溶液以及沸腾的高浓氯化物溶液中,溶液中卤素离子对钛表面的钝化膜进行腐蚀,并向钛内部扩散而发生点蚀,点蚀孔径小于其深度。某些有机介质也会和钛合金在卤素溶液中发生点蚀现象,钛合金在卤素溶液中的点蚀一般发生在高浓度高温环境下,此外,在硫化物和氯化物中的点蚀需要特定的条件且有限。
3、 氢脆:氢脆(HE)又称氢致开裂或氢损伤,是钛合金早期损伤失效原因之一,钛及其钛合金表面的钝化膜有很高的强度,氢脆的敏感随强度的升高而增加,所以钝化膜氢脆很敏感。
4、接触腐蚀:钛表面的钝化氧化膜促进钛电位移向正电位,提高了钛材耐酸性和水介质的腐蚀。由于钛合金表面较高的电位,势必造成与其接触的其他金属形成电化学回路而造成接触腐蚀。钛合金易在下面两类介质中发生接触腐蚀:第一类是自来水、盐溶液、海水、大气、HNO3、醋酸等,该溶液Cd、Zn、Al 的稳定电极电位比Ti 更负,阳极腐蚀的速率激增6~60倍曰第二类是H2SO4、HCl 等,Ti 在这些溶液中,可能处于钝化态,也可能处于活化态,实际接触腐蚀过程中常见的为第一类溶液腐蚀。通常采用阳极化处理在基体表面形成改性层,阻碍接触腐蚀。
钛腐蚀加工技术:
腐蚀加工是将工件置于化学溶液中,利用化学溶液对基体进行腐蚀溶解的一种技术。其可通过控制化学溶液和对工件施加保护措施,在预定范围和深度上精准去除基体材料。腐蚀加工是一种存在扩散、吸附、化学反应和电化学反应等诸多局部反应的过程。合金材料内部因存在金属电位差,在腐蚀加工时,化学反应、电化学反应两种过程同时存在,哪一种为主要过程需要根据金属材料的成分及其含量而定。纯金属在腐蚀加工时,就是化学反应过程,它的机理简单地说就是晶界与晶粒的溶解。
对于腐蚀液来讲,原子(晶粒)间距较宽的地方溶解比较迅速,直到显示出不平整的表面为止,而晶界上晶格的畸变和富集的杂质,常常导致更加快速的溶解作用,从而可能会使整个晶粒受到凹坑状的腐蚀,晶粒度越小,晶界腐蚀越轻。这种晶界腐蚀除了某些钢种以外,对于机械性能或者疲劳性能的有害影响都是微不足道的。
腐蚀加工与一般的机械加工方法有着根本的区别,在进行腐蚀加工的过程中,没有任何机械强制力加诸于所切削的表面上。此外,在保护层材料的有效保护下,腐蚀加工能够非常巧妙而精确地从指定面积上把材料切削下来,并在需要的部位恰如其分地留下图样上规定的材料厚度。由于其工艺简单,容易实现,生产成本低,加工表面粗糙度值低,加工精度高,所以它在某些领域能够完全取代一般的机械加工。其主要特点:不会产生加工应力,便于加工薄、易变形及面积大的零件。不受金属材料状态的影响,不论是成形、热处理还是硬化处理前后,都可采用腐蚀加工方法。某些焊接、铆接及胶结组合件,可以改为整体结构,直接用腐蚀加工方法加工,从而减轻结构质量,减少工艺装备,节约工时,缩短生产周期。生产效率较高,可多零件同时加工。零件浸入或出槽的速率较易控制,可以加工出锥形截面。与锻、铸和机械加工方法相比,可节约金属材料。零件设计更改时,只需简单地变更保护型面,就可应用于新零件的试制。设备简单,投资少,适应性好,尤其适用于加工型面复杂的零件。
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