TC4钛合金在含硫离子海水中的腐蚀磨损行为研究

2025-03-20 16:30:37 作者：王杰,赵平平,王春婷,竺婷婷,杨丽景,宋振纶来源：中国腐蚀与防护学报分享至：

摘要: 硫化物在特殊海洋环境（如深海热液区、工业污染区等）中十分常见，本研究通过电化学技术原位监测TC4钛合金的腐蚀磨损过程，并利用台阶仪与3D轮廓仪对磨损后的体积进行量化，结合扫描电子显微镜和能谱仪观测微观形貌及成分，系统揭示了硫离子（S2-）浓度对TC4在3.5% NaCl溶液中腐蚀-磨损动态损伤过程中的影响作用，从而为海洋装备中钛合金部件在含硫介质环境下的耐久性设计提供了重要的理论依据。结果表明：TC4的总腐蚀磨损量随着S2-浓度的增加显著增大，且磨损机制从单纯磨料磨损转变为磨料、疲劳磨损共存的复合机制。在腐蚀磨损过程中，当S2-浓度从0 mmol/L增加到60 mmol/L时，TC4的OCP降低了低400 mV左右。同时，腐蚀电流密度增大了近2个数量级。腐蚀磨损交互量化分析表明，腐蚀促进磨损分量占比从2.94%提升到5.59%。海水环境中的S2-破坏了钛合金表面钝化膜，加速局部腐蚀并加剧磨痕区域的二次溶解，最终导致TC4在腐蚀磨损过程中的耦合损伤效应显著增强。