摘 要

本次论文的主要研究内容是钛合金在含Br^-溶液中的点蚀行为。钛合金耐Cl^-点蚀能力较强，然而耐Br^-的点蚀能力却不如耐Cl^-点蚀能力强。本次课题通过电化学研究钛合金在含不同浓度Br^-溶液中的点蚀行为，从而研究Br^-对钛合金点蚀行为的影响。取得主要研究成果和结论如下：（1）温度相同的条件下，在一定范围内，随着Br^-浓度的增加，TA2的点蚀敏感性增大；（2）温度相同的条件下，在一定范围内，随着Br^-浓度的增加，TC4的点蚀敏感性增大。（3）温度相同、Br^-浓度相同的条件下，通过对实验数据的处理与分析，可以得到结论，TC4钛合金的点蚀敏感性比TA2钛合金大。

关键字：钛合金 电化学 Br^-浓度 点蚀

Corrosion Behavior of Titanium Alloy in Bromine Containing Solution

Abstract

The main research content of this paper is the pitting behavior of titanium alloy in Br^-containing solution. As we all know, titanium alloy's resistance to Cl^- pitting is strong, but it's resistantance to Br^- pitting ability is weaker than the resistantance to Cl^- pitting ability. In this study, the electrochemical method is used to study the effect of Br^- concentration on pitting behavior of titanium alloy. Achieve key findings and conclusions below. First, in a certain range, with the increase of Br^- concentration, TA2 pitting susceptibility increased. Second, in a certain range, with the increase of Br-concentration, TC4 pitting susceptibility increased. Both two above-mentioned conditions are under the same temperature conditions. Third，through the processing and analysis of experimental data, we can get a conclusion that under the same temperature conditions and the same Br^- concentration，TA2 has better corrosion resistance than TC4 does.

Key Words:Titanium alloy Electrochemical study Br^- concentration Pitting

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2钛简介及分布 1

1.3钛及其合金的性质 2

1.4钛合金的腐蚀机理 3

1.4.1钛合金的耐蚀性 3

1.4.2 钛合金的腐蚀行为及机理 3

1.5 钛元素及其合金的应用 4

1.5.1在航天业中的应用 4

1.5.2在航海业中的应用 5

1.6课题研究的背景及意义 5

1.7研究主要内容 6

第二章 实验方案 7

2.1实验方案设计 7

2.2实验设备 8

2.3实验材料及药品 8

2.4实验流程 9

2.4.1实验流程图 9

2.4.2实验步骤 10

第三章 实验结果与讨论 13

3.1金相分析 13

3.2不同Br-浓度对TA2合金腐蚀行为影响的分析 16

3.3不同Br-浓度对TC4合金腐蚀行为影响的分析 17

3.4 相同Br-浓度情况下，TA2合金与TC4合金耐蚀性比较 18

第四章 结论与展望 20

4.1结论 20

4.2展望 20

参考文献 22

致谢 23

第一章 绪论

1.1引言

由于我国近年来逐渐成熟的航天航海技术，科研人员与及高校人才满怀着无比的爱国热情投身于国家航天航海材料的研发与改进事业之中，神一到神八的先后成功发射，蛟龙号与001A型航母的成功下水，不仅激发了更多的热血青年和人才们的爱国热情与科研动力，还提高了我们国家在国际舞台上与别国同台竞争的能力。航天航海事业的发展壮大离不开先进航天航海材料的运用和先进技术的支持，钛及其合金作为一种相对年轻的轻质金属，虽然为人类所认知与熟练运用的时间相对较短，但其在逐渐发展的航天航海领域，得到了极为广泛的运用。

钛合金是近年来被开发出来的一种相对年轻的金属材料，钛合金不仅表现有很大的比韧性以及比强度等许多突出的综合力学性能、超好的耐蚀、较优异的加工成形性和极强的抗高温、高压性、焊接性外，而且不具有磁性，声音阻隔性也很低，良好的抗弹性，因此，广泛的被运用于航空、航海、海上石油钻探、海底探测器等领域。虽然钛合金的发展历史并不长，但是其许多优异的性能却早早的被开发出来。当时世界上大多数国家，无论是起步早的还是起步晚的，都加强了对钛合金的研究，钛合金可以说是当今人们眼中的明星金属。

TC4钛合金是第一款被研究开发出来并运用到生活中的钛合金^[1]。TC4可以被称为众多钛合金中的明星合金，它是在上个世纪五十年代由美国研究开发出来的，现在的众多钛合金都从该款钛合金中衍生出来的。

目前世界上已开发出的钛合金有数百种，应用最广泛的有20～30种，如Ti-6Al-4V、Ti-5Al-2.5Sn等^[2]。

1.2钛简介及分布

钛被人们认为是一种稀有金属，主要是因为它在自然界中分布十分分散且人类所掌握的技术并不能保证十分方便地提取出钛。地球上钛含量，就总体而言较为丰富，可以排到第十位，但是其分布较为分散，不似其他元素，较为集中^[3]。

钛铁矿与金红石^[4]这两种矿石是主要的含钛矿石且分布较为广泛。另外，许多生物体内与山河湖泊之中都含有钛元素。人们主要依靠克罗尔法或亨特法从矿石中萃取钛。钛其他比较常见的化合物还包括四氯化钛(TiCl₄)与三氯化钛（TiCl₃)。四氯化钛(TiCl₄)可以用作来制作催化剂，还可以用来制造烟幕来进行空中掩护；三氯化钛（TiCl₃)这种衍生产物主要用于在聚丙烯的生产作为催化剂。

1.3钛及其合金的性质

钛合金之所以在现代生活中的应用十分广泛，是因为它集众多性能于一身：

1. 比强度高 钛的密度为4.5g/cm³，介于铝（2.7g/cm³）和铁（7.6g/cm³）之间，但比强度远高于铝和铁。正因为钛合金的强度高，所以许多交通工具上的零件乃至骨架都是用钛合金制成。

(2) 热强度高 钛合金的耐热性要远超铝合金，在150℃~500℃的温度范围能都可以保持其原有性能而正常工作。其他大多数合金则不具备这样的性能。

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