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工业纯钛在海水中阴极极化条件下的氢脆研究

郭敏  
【摘要】: 采用动态极化、暂态线性极化、弱极化和恒电量法等电化学技术研究了 工业纯钛在海水中的全面腐蚀性能,探讨了温度、试样表面粗糙度对钛上阴 极析氢的影响。结果表明:钛由于其表面氧化膜良好的钝化和自愈能力,它 在海水中耐全面腐蚀性能优异,其腐蚀为阳极钝化膜型控制,腐蚀速率低于 10~(-4)mm/a。在室温至60℃范围内,温度对自腐蚀电位的影响不大。钛在海水 中的阴极析氢受到明显阻滞,温度升高、表面粗糙度增大有利于钛上析氢。 通过恒电位、恒电流的电化学渗氢方法,结合X射线衍射、扫描电镜等 物理检测手段和拉伸实验考察了阴极极化下氢在钛中的行为。氢的进入使钛 的钝化稳定性降低,阳极溶解速率增加。工业纯钛在海水中的氢脆属于氢化 物型氢脆,氢化物层的增长是通过氢原子扩散到达氢化物—金属界面实现 的。TiH_2的生成对氢的渗入有一定的抑制作用,随着充氢时间的延长,表面 TiH_2的浓度增加,氢扩散的速度也逐渐减小。活性氢原子的浓度梯度和钛两 侧的电位梯度都是氢扩散的推动力。获得了室温阴极极化下氢的扩散系数为 6.8×10~(-11)cm~2/s。 抗拉强度和屈服强度不能作为钛氢脆敏感性的判定指标。-1100mV恒电 位充氢2天的试样,虽无钛的氢化物生成,但断裂面上已有明显增多的解理, 且由内至外依次增多呈现出氢脆敏感性。


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