表面强化处理对工业纯钛焊接接头电化学耐腐蚀性能的影响

发布时间：2025-01-15 16:07

　　 为了改善焊接接头的性能,延长其使用寿命,采用喷丸强度为0.15 A的超声喷丸处理(USSP)对工业纯钛TA2焊接接头进行强化。通过OM、SEM、TEM分别对TA2焊接接头各区域组织及腐蚀形貌进行观测,对不同工艺处理试样的残余应力值、表面粗糙度进行测定,并对超声喷丸后试样表面进行热处理和表面打磨,研究了不同表面残余应力及表面粗糙度的焊接接头焊缝区域在80℃的10%HCl溶液中的电化学耐腐蚀性能。结果表明,USSP强化处理纯钛焊接接头耐腐蚀性能有所提升。经退火处理后,随着退火时间的增加,耐腐蚀性能先增加后降低,退火0.5 h时,自然腐蚀电位最高,电流密度最低,耐腐蚀性能最优。经表面打磨处理,腐蚀速率主要由扩散步骤控制,产生浓差极化,随着打磨强化层深度的增加,扩散速率加快,耐腐蚀性能有所提高。打磨至强化层2/5处时,耐腐蚀性能提升明显。

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【部分图文】：

图4 不同打磨工艺处理下工业纯钛焊接接头表层残余应力分布

图5为不同打磨工艺处理下纯钛焊接接头的表面三维形貌。对其求平均值作为最终试样测得的粗糙度，标示为Ra。从之前所做的研究[16]里可知，原始样Ra值为0.16μm;USSP处理试样Ra值达到3.05μm；而本实验经600#、1500#砂纸进行表面打磨后试样的Ra值分别为1.61和0....

图5 不同打磨工艺处理下纯钛焊接接头表面三维形貌

图6为在80℃的10%HCl溶液中，USSP处理TA2焊接接头焊缝区试样经过不同退火时长处理的极化曲线。从图6可以看出，原始样的阳极极化程度较弱，曲线钝化区不稳定，阳极极化程度不大；USSP处理下试样的自然腐蚀电位相对原始试样向正电位方向移动，材料的阳极反应也相对难发生。从自然腐....

图6 USSP处理和USSP+退火TA2焊接接头试样在80℃的10%HCl溶液中的电化学极化曲线

图5不同打磨工艺处理下纯钛焊接接头表面三维形貌通过极化曲线外推法计算得到的自然腐蚀电位及电流密度、极化电阻和维钝电流密度见表5。根据对金属腐蚀动力学的评价参数，腐蚀电流密度的大小代表试样腐蚀速度的大小。

图7 USSP处理和USSP+去粗糙度打磨TA2焊接接头试样在80℃的10%HCl溶液中的电化学极化曲线

金属钝化是一种重要的表面改性，钝化不是金属自身热力学性质的改变，而是由于金属表面的阳极过程受到了很大的阻碍，是动力学行为。根据表5和表6可以看到，与原始试样相比，各工艺处理试样的自腐蚀电流密度更小、极化电阻更大，同时获得的维钝电流密度也更小，且USSP、USSP+0.5h退火处....

本文编号：4027540