發(fā)布時(shí)間：2017-11-02 21:36

  本文關(guān)鍵詞：TC4鈦合金在溴化鋰溶液中的空泡腐蝕研究

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【摘要】：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)測試、顯微硬度及殘余應(yīng)力測量,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%Li Br水溶液中的空泡腐蝕行為以及Na NO2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%Li Br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3 h為材料的空蝕孕育期,此階段鈦合金質(zhì)量損失極小,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%Li Br溶液中的電化學(xué)腐蝕行為產(chǎn)生了顯著的影響,緩蝕劑的加入可以同時(shí)提高鈦合金靜態(tài)條件下和空化條件下的熱力學(xué)穩(wěn)定性,降低體系的自由能,NO2 吸附在試樣的腐蝕敏感活性點(diǎn)上可以促進(jìn)金屬的鈍化,使電極的自腐蝕電位明顯正移并增大其線性極化電阻,從而有效降低鈦合金在空泡腐蝕中的腐蝕電流,避免材料大面積發(fā)生點(diǎn)蝕。
【關(guān)鍵詞】：TC4鈦合金 溴化鋰 空泡腐蝕 緩蝕劑 協(xié)同作用
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG146.23;TG174
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 前言9-10
• 1.2 空化與空蝕的現(xiàn)象10-14
• 1.2.1 空化與空蝕的概念10
• 1.2.2 空化氣泡的性質(zhì)與類型10-11
• 1.2.3 空蝕機(jī)理11-13
• 1.2.4 空蝕的破壞特點(diǎn)13-14
• 1.3 金屬材料空蝕的影響因素14-15
• 1.4 空泡腐蝕的研究方法15-17
• 1.4.1 空泡腐蝕的實(shí)驗(yàn)裝置15-16
• 1.4.2 金屬材料空蝕程度的表征方法16-17
• 1.5 空泡腐蝕的防護(hù)方法17
• 1.6 本課題的主要研究目的和內(nèi)容17-19
• 第2章 實(shí)驗(yàn)方法19-24
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料19
• 2.2 試驗(yàn)介質(zhì)19
• 2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備19-20
• 2.3.1 空蝕設(shè)備的構(gòu)成及工作參數(shù)19-20
• 2.3.2 工作原理20
• 2.4 失重法分析測量材料空蝕程度20-21
• 2.5 鈦合金的電化學(xué)測試21-22
• 2.6 硬度與殘余應(yīng)力測試22
• 2.7 表面形貌及微觀組織觀察22-23
• 2.8 技術(shù)路線23-24
• 第3章 鈦合金的空蝕行為24-39
• 3.1 前言24
• 3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析24-37
• 3.2.1 金相顯微分析24-25
• 3.2.2 累計(jì)失重量和失重率分析25-27
• 3.2.3 空蝕形貌觀察27-34
• 3.2.4 顯微硬度分析34-37
• 3.3 本章小結(jié)37-39
• 第4章 鈦合金在溴化鋰溶液中空蝕過程的電化學(xué)行為39-48
• 4.1 前言39
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析39-47
• 4.2.1 開路電位變化分析39-41
• 4.2.2 動(dòng)電位極化曲線測試41-43
• 4.2.3 交流阻抗（EIS）分析43-45
• 4.2.4 空泡腐蝕的協(xié)同效應(yīng)機(jī)制45-47
• 4.3 本章小結(jié)47-48
• 第5章 緩蝕劑對(duì)鈦合金空蝕行為的影響48-54
• 5.1 前言48-49
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析49-52
• 5.2.1 累計(jì)失重分析49-50
• 5.2.2 線性極化分析50-51
• 5.2.3 恒電位極化測試51-52
• 5.3 本章小結(jié)52-54
• 第6章 結(jié)論54-55
• 參考文獻(xiàn)55-59
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文59-60
• 致謝60-61

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 徐桂芳;秦敏明;雷玉成;陳希章;李濤;;新型Cr-Ni-Mo和Cr-Ni-Co堆焊合金空蝕性能[J];稀有金屬材料與工程;2012年09期

2 丁暉;;空化與空蝕的影響因素及其研究方法分析[J];黑龍江水專學(xué)報(bào);2005年04期

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本文編號(hào)：1133308