引言(yan)
钛(tai)是20世(shi)纪(ji)50年代发展起(qi)来(lai)的一种重(zhong)要的结(jie)构材料。五十(shi)年(nian)代(dai)以(yi)“空中金属(shu)”著称，六十年(nian)代又以(yi)“陆用金(jin)属”称(cheng)誉(yu)，七(qi)十(shi)年代更以(yi)“海(hai)洋(yang)金属(shu)”而(er)崛(jue)起。经(jing)过几(ji)十年的迅速(su)发展，今(jin)天(tian)钛已经被誉(yu)为(wei)仅次(ci)于(yu)铁、铝的(de)第三金(jin)属(shu) [1] 。
钛本身(shen)是一种很活(huo)泼的(de)金属，但钛及钛(tai)合金(jin)却具(ju)有(you)优异的耐(nai)腐蚀性(xing)能(neng)，主(zhu)要是(shi)因(yin)为(wei)在(zai)含氧(yang)介质或是(shi)含(han)水(shui)介质中，钛(tai)合(he)金表面会形(xing)成一(yi)层坚(jian)固而致密的氧化物(wu)薄(bao)膜(mo)（钝(dun)化(hua)膜），能(neng)够(gou)阻止腐蚀介质(zhi)与钛合金(jin)发生化学(xue)或(huo)电(dian)化学(xue)方(fang)面(mian)的反应(ying)。
钛(tai)及钛(tai)合金(jin)作为(wei)耐蚀结(jie)构材料在(zai)腐(fu)蚀(shi)环(huan)境中的(de)应用(yong)越(yue)来越(yue)广(guang)。以钛及钛合(he)金(jin)制备(bei)的各(ge)种设备已成为(wei)石(shi)油化工、化学工(gong)业(ye)、能源(yuan)工(gong)业(ye)、医(yi)药(yao)等(deng)行业的(de)定(ding)向(xiang)设备(bei)。本文阐(chan)述(shu)了(le)钛(tai)管(guan)、钛(tai)锻(duan)件(jian)、钛(tai)棒等(deng)钛合(he)金(jin)的(de)分(fen)类及(ji)钛合金(jin)在不同(tong)腐蚀(shi)介质(zhi)中的腐蚀(shi)行(xing)为研(yan)究(jiu)现(xian)状(zhuang)，并(bing)详细介(jie)绍了钛(tai)合(he)金(jin)常见(jian)的(de)腐蚀行为(wei)，最后(hou)提(ti)出了(le)今后钛(tai)合(he)金(jin)及(ji)其(qi)耐蚀性(xing)研(yan)究(jiu)与应用的重(zhong)要(yao)方(fang)向(xiang)。
1、钛(tai)合(he)金(jin)的(de)分类
钛(tai)是(shi)同素(su)异(yi)形(xing)体(ti)，有(you)很多种(zhong)分(fen)类方法(fa)，由于(yu)实际应(ying)用中(zhong)经常(chang)有非平(ping)衡(heng)状(zhuang)态(tai)下的组(zu)织(zhi)出现(xian)，所(suo)以目前普(pu)遍(bian)按照(zhao)β稳(wen)定(ding)元素含量(liang)和(he)亚(ya)稳(wen)定状(zhuang)态下(xia)的(de)相组(zu)织(zhi)对钛进(jin)行(xing)分类(lei)：密排六方结构(gou)（HCP）的(de)α型和近(jin)α型合(he)金—即(ji)国内牌(pai)号(hao)的(de)TA；体心立方结(jie)构（BBB）的β型和(he)近β型合(he)金(jin)—即(ji)国内牌(pai)号的(de)TB；两相(xiang)混合的α+β型(xing)合金(jin)—即国(guo)内(nei)牌(pai)号(hao)的TC [2,3] 。
α型钛合(he)金是使(shi)用温(wen)度(du)下(xia)为α单(dan)相的(de)钛(tai)合(he)金(jin)。退火状态(tai)下合(he)金中组织(zhi)以(yi)α相(xiang)固溶体(ti)和单(dan)相合(he)金组成。α型(xing)钛合金(jin)耐高(gao)温，在(zai)高温(wen)下(xia)组(zu)织(zhi)稳(wen)定(ding)，焊(han)接性(xing)能(neng)和(he)锻造性(xing)能良(liang)好且(qie)具(ju)有(you)优异(yi)的(de)抗氧(yang)化(hua)性和(he)切削(xue)加(jia)工性(xing)。但(dan)α型钛合金的(de)可(ke)塑性(xing)较(jiao)差(cha)，对组织(zhi)类型和热处理不敏(min)感，提升(sheng)材料强(qiang)度很(hen)难，室温(wen)强(qiang)度(du)经(jing)常(chang)达不(bu)到要求，故(gu)α型钛合(he)金(jin)为(wei)中低强度钛(tai)合金，常(chang)在(zai)化工(gong)和加(jia)工(gong)工(gong)业作(zuo)为耐热材料(liao)使用 [4,5] 。典型(xing)的(de)α型钛合金有(you)TA7、TA4、TA1等(deng)。
β型(xing)钛(tai)合金(jin)是由(you)单(dan)一(yi)的(de)β相固溶(rong)体(ti)组(zu)成(cheng)的(de)单(dan)相合金。β型钛(tai)合金一般不(bu)具有(you)时(shi)效强(qiang)化效(xiao)应，且含(han)有(you)较多(duo)的(de)合(he)金(jin)元素，因(yin)此(ci)具有较(jiao)差的热(re)稳定性，脆性大(da)，不(bu)可以(yi)在(zai)高(gao)温(wen)下(xia)使用(yong)，容易发(fa)生(sheng)应力(li)腐(fu)蚀(shi)开(kai)裂 [6] 。但该类(lei)合(he)金(jin)模(mo)量(liang)低，密(mi)度(du)大，不需要经(jing)过热(re)处理(li)就具(ju)有(you)较(jiao)高的强(qiang)度(du)，抗(kang)疲劳(lao)性(xing)能(neng)优(you)异，常(chang)被应用(yong)制造于高强(qiang)度零(ling)件(jian)等。典(dian)型(xing)的β型钛合金有(you)Ti-33Mo、Alloy C钛合(he)金等(deng) [7] 。
α+β型钛合(he)金是以α固溶体和β固溶(rong)体为基体，相(xiang)组(zu)织(zhi)为(wei)α相(xiang)和(he)β相，是双相(xiang)合(he)金(jin)。α+β型钛合金具(ju)有(you)优(you)良的综(zong)合(he)性能，在室温条件(jian)下(xia)具有优异(yi)的(de)工(gong)艺性，可通过(guo)热处理(li)工(gong)艺达(da)到(dao)强(qiang)化(hua)效果，并(bing)且(qie)室温环境下强度高(gao)于(yu)α型(xing)钛合金(jin)。但是该(gai)类(lei)合(he)金(jin)组织(zhi)不(bu)够稳定(ding)，其耐热性(xing)和焊(han)接(jie)性(xing)能(neng)低于α合(he)金(jin)，不能(neng)在(zai)500℃以(yi)上(shang)的温度(du)进行正常(chang)使(shi)用(yong)。α+β型(xing)钛合金(jin)在飞机(ji)零(ling)部件(jian)中的(de)使用最(zui)为(wei)广泛。典型(xing)的(de)双相合金(jin)有(you)TC6、TC17、TC4等 [8] 。
常用(yong)钛(tai)合(he)金如(ru)表1所(suo)示 [9] 。
2、钛合金(jin)在(zai)各(ge)种腐蚀(shi)介(jie)质(zhi)中(zhong)的(de)研(yan)究(jiu)进(jin)展
2.1 海洋环境(jing)
钛合金在海(hai)洋(yang)工程中的(de)使(shi)用面(mian)临(lin)的是(shi)一个多(duo)变的(de)复杂(za)环(huan)境(jing)。目前，国(guo)内外很(hen)多(duo)学者(zhe)对钛合金(jin)在海(hai)洋(yang)环(huan)境(jing)种(zhong)的腐(fu)蚀问(wen)题做过(guo)研(yan)究(jiu)。2005年(nian)LewisC.Lietch等 [10] 人研(yan)究发(fa)现海水(shui)对钛(tai)合金(jin)的(de)低周疲(pi)劳寿命有(you)不利影(ying)响，但对(dui)高周疲劳(lao)寿(shou)命(ming)并没(mei)有影响(xiang)；2012年(nian)陈(chen)君等(deng) [11] 人(ren)研究TC4与(yu)氧(yang)化铝(lv)陶瓷在(zai)模(mo)拟海水(shui)中(zhong)的(de)腐蚀(shi)行(xing)为(wei)，发(fa)现腐(fu)蚀与(yu)磨损(sun)是(shi)交(jiao)互作用的，两者不(bu)可(ke)忽(hu)略；2016年Jianjun Pang等 [12] 发现(xian)在高温(wen)低氧的(de)海水环境(jing)中(zhong)钛(tai)及其(qi)合(he)金(jin)出现点(dian)蚀(shi)、应(ying)力腐蚀和缝隙腐(fu)蚀(shi)，当海水(shui)中有(you)CO 2 时则(ze)更(geng)容易发(fa)生缝(feng)隙腐蚀；2018年(nian)Vladimir等 [13] 人通过(guo)电化学方法研(yan)究(jiu)发(fa)现腐(fu)蚀和(he)磨损间的高(gao)协(xie)同(tong)作用(yong)会导(dao)致钛(tai)合(he)金(jin)钝(dun)化(hua)膜的(de)再(zai)钝(dun)化能(neng)力降低(di)；2021年(nian)Zhong等(deng) [14] 发(fa)现海(hai)洋(yang)中(zhong)的(de)微生(sheng)物(wu)会(hui)加速钛(tai)合金(jin)Ti6Al4V在海水中(zhong)的(de)腐(fu)蚀作(zuo)用。对前人的研(yan)究总(zong)结发现，不(bu)管是(shi)在模拟(ni)海水(shui)还是(shi)天然(ran)海(hai)水，钛(tai)发(fa)生(sheng)均(jun)匀腐(fu)蚀(shi)的可(ke)能(neng)性(xing)都(dou)很低。但(dan)是，钛(tai)与(yu)其他的(de)易(yi)钝化(hua)的(de)金(jin)属(shu)一样(yang)，都不可避免地发生(sheng)了(le)不同(tong)种(zhong)类(lei)的(de)局(ju)部腐蚀(shi)。
目(mu)前(qian)为(wei)止(zhi)，一(yi)方面(mian)，国内(nei)外对(dui)钛合金(jin)的(de)腐(fu)蚀(shi)磨(mo)损(sun)行为(wei)研究(jiu)大(da)部(bu)分(fen)还仅(jin)限(xian)于(yu)实验(yan)室(shi)模拟(ni)研究，但模(mo)拟(ni)环境(jing)与实际(ji)复杂环(huan)境的(de)工(gong)况(kuang)差(cha)距较(jiao)大(da)，对工(gong)程的(de)实(shi)际(ji)理(li)论(lun)指(zhi)导(dao)也(ye)存(cun)在较大(da)的(de)局(ju)限(xian)性；另(ling)一(yi)方面(mian)，随着中国(guo)经济快速发展，倒逼(bi)开(kai)发利用(yong)深海资(zi)源(yuan)，海洋工程装(zhuang)备(bei)的服役(yi)工(gong)况更为(wei)苛刻复(fu)杂。现(xian)有(you)的(de)钛合金(jin)极(ji)大程(cheng)度(du)上很(hen)难满足要求，这(zhe)就(jiu)需(xu)要(yao)在(zai)钛(tai)合金设计(ji)理(li)论的基础(chu)上，针(zhen)对深海(hai)复杂(za)极(ji)端(duan)的(de)环境，开(kai)发(fa)出满(man)足(zu)特殊(shu)要(yao)求(qiu)的钛合(he)金(jin)，这必将成(cheng)为(wei)钛(tai)及(ji)钛合(he)金重(zhong)要(yao)的发展(zhan)趋势。
2.2 酸(suan)性环(huan)境
钛合金(jin)在很(hen)多环境(jing)中都有较好的(de)抗(kang)腐(fu)蚀性能，这是因为钛(tai)合金表面的TiO2钝化(hua)膜(mo)是(shi)稳(wen)定且致(zhi)密(mi)的(de)，环(huan)境中的腐(fu)蚀(shi)介质很(hen)难(nan)穿透(tou)这(zhe)层(ceng)钝化(hua)膜(mo)进入到钛合金的(de)内部(bu)。另(ling)外(wai)由(you)于(yu)Ti很容(rong)易(yi)与(yu)O发生(sheng)反(fan)应，钛合金(jin)表面的(de)钝(dun)化膜自愈能力(li)非(fei)常(chang)强，所(suo)以(yi)即便钝化膜遭到(dao)腐(fu)蚀(shi)介(jie)质(zhi)的侵蚀也(ye)能快速修(xiu)复 [15] 。
现有的(de)研(yan)究结果显(xian)示(shi)，钛(tai)合金在氧(yang)化体系(xi)的酸(suan)中(zhong)比(bi)如硫酸等，其耐(nai)蚀性(xing)比(bi)较好，基本(ben)处(chu)于钝化(hua)状(zhuang)态，不太(tai)会(hui)因为酸的浓(nong)度增加(jia)或(huo)者温度升(sheng)高(gao)而造成腐(fu)蚀速(su)率(lv)增(zeng)加(jia)。但(dan)是(shi)钛(tai)合金在还原性(xing)酸中(zhong)使用(yong)腐(fu)蚀(shi)速(su)率会随(sui)环境(jing)变化而变化(hua)，如(ru)在(zai)盐酸(suan)溶液(ye)中，钛的腐蚀速(su)率会(hui)变快(kuai)。当盐酸(suan)的(de)浓(nong)度低于5%，且(qie)温度(du)为(wei)室温(wen)的情(qing)况(kuang)下(xia)，钛(tai)合(he)金(jin)的腐(fu)蚀(shi)速率(lv)比较(jiao)低，但是(shi)随着(zhe)盐(yan)酸(suan)溶(rong)液(ye)浓(nong)度的(de)增加(jia)以及(ji)环(huan)境(jing)温度的升高(gao)，钛(tai)合(he)金的(de)腐(fu)蚀速率会(hui)逐(zhu)渐(jian)增加(jia) [16] 。综(zong)合来(lai)看，相(xiang)对于(yu)其他(ta)氧化(hua)性酸(suan)环(huan)境或(huo)盐(yan)、碱(jian)等苛(ke)刻的(de)环境(jing)来(lai)说(shuo)，钛合(he)金对(dui)盐酸(suan)类(lei)的(de)还(hai)原(yuan)性酸的抵(di)抗力(li)较弱 [17] 。近些(xie)年来钛(tai)合金因为(wei)具有(you)优(you)良(liang)的腐(fu)蚀(shi)性能(neng)已(yi)经被(bei)逐渐(jian)应(ying)用于酸(suan)性油气田(tian)开(kai)发中，且(qie)需(xu)求量也(ye)一直在增(zeng)加。但是由(you)于石(shi)油(you)开(kai)采中(zhong)有很多还原(yuan)性酸类(lei)的(de)腐(fu)蚀(shi)介质，正如(ru)上文(wen)所列，钛合金(jin)对盐(yan)酸(suan)类(lei)的还(hai)原性酸的(de)抵抗(kang)力(li)较弱(ruo)。所(suo)以钛(tai)合(he)金(jin)管(guan)在(zai)油(you)气(qi)田(tian)开发过(guo)程中的(de)使用(yong)也会遇(yu)到(dao)很多(duo)腐蚀(shi)类问题，如(ru)何(he)提高(gao)钛(tai)及钛(tai)合(he)金(jin)在酸性环(huan)境(jing)，尤(you)其是盐(yan)酸(suan)、氢(qing)氟酸等还原性(xing)酸(suan)中的(de)抗(kang)腐(fu)蚀(shi)能(neng)力是(shi)目前(qian)的一道(dao)难(nan)题，也是(shi)钛(tai)合金(jin)重要(yao)的(de)发(fa)展方向(xiang)之一(yi)。
3、钛(tai)合金(jin)的(de)腐(fu)蚀(shi)行为及机(ji)理(li)
由于钛(tai)合金(jin)的(de)种类(lei)不(bu)同、外(wai)加载(zai)荷不(bu)同(tong)、腐(fu)蚀(shi)介(jie)质不(bu)同、使用工(gong)况(kuang)不(bu)同等(deng)各种因(yin)素，钛合(he)金(jin)在不(bu)同环(huan)境下会发生不同的(de)腐(fu)蚀(shi)行(xing)为。常见的(de)钛(tai)合(he)金腐蚀行(xing)为(wei)有(you)应力(li)腐蚀(shi)、缝(feng)隙腐(fu)蚀、点蚀(shi)、氢脆(cui)等。
3.1 钛(tai)合金的应(ying)力(li)腐蚀机(ji)理
在(zai)环(huan)境(jing)和(he)应(ying)力的共(gong)同(tong)作用下(xia)，金(jin)属(shu)材料会产生(sheng)滞(zhi)后(hou)裂(lie)纹(wen)，甚(shen)至发(fa)生滞(zhi)后断裂(lie)，这种(zhong)现象称(cheng)为应力腐(fu)蚀开(kai)裂(lie)（SCC）。SCC其实(shi)是(shi)一(yi)种(zhong)低(di)应(ying)力下(xia)的(de)脆性(xing)断(duan)裂，其特(te)点(dian)是导(dao)致(zhi)材料(liao)发生(sheng)SCC的最低(di)应力(li)远(yuan)远小(xiao)于(yu)其(qi)发(fa)生(sheng)断(duan)裂(lie)时(shi)的(de)应力(li)，并且在整(zheng)个应(ying)力(li)腐蚀(shi)过程(cheng)中(zhong)材(cai)料(liao)并没(mei)有发生大的变形(xing)。钛(tai)合金(jin)在腐蚀(shi)过程(cheng)中(zhong)，随(sui)着(zhe)材(cai)料表面疏松层或(huo)钝(dun)化膜(mo)的形(xing)成，会产(chan)生一(yi)个很(hen)大(da)的拉应(ying)力(li)，所(suo)以(yi)在较(jiao)小(xiao)的(de)外应力(li)作用下(xia)错(cuo)位就开始(shi)运动(dong)了(le)。当(dang)材料(liao)局部塑(su)性(xing)变形(xing)发(fa)展到临界(jie)状(zhuang)态(tai)后(hou)SCC微裂(lie)纹(wen)开始(shi)形(xing)成(cheng) [18] 。但是(shi)由(you)于(yu)钛(tai)合金的(de)钝(dun)化(hua)膜(mo)性质相(xiang)对(dui)比(bi)较稳定，不容(rong)易被(bei)破(po)坏，所以钛(tai)合金(jin)在(zai)多数(shu)环境中不容(rong)易发生(sheng)应(ying)力(li)腐蚀(shi)开(kai)裂。但是在高浓度(du)低(di)pH值(zhi)和高温(wen)的(de)氯化(hua)物水(shui)溶液(ye)中，钛(tai)合金钝化(hua)膜破(po)损(sun)部(bu)分可(ke)能由于(yu)局(ju)部(bu)酸(suan)化(hua)而(er)产(chan)生氢(qing)吸附，导(dao)致(zhi)裂(lie)纹(wen)夹(jia)断(duan)脆(cui)化而发(fa)生(sheng)应(ying)力腐蚀(shi)开裂(lie) [19] 。钛合(he)金(jin)表(biao)面的(de)钝(dun)化膜存(cun)在应力(li)裂纹(wen)和缺(que)陷(xian)是应力(li)腐(fu)蚀(shi)诱发(fa)的前(qian)提(ti)。但(dan)尽管(guan)施(shi)加低(di)频(pin)循环(huan)载(zai)荷(he)会(hui)使钛合金(jin)发(fa)生应(ying)力(li)腐(fu)蚀(shi)开(kai)裂(lie)，但(dan)是(shi)在(zai)许(xu)多极端条件下(xia)，钛合(he)金(jin)仍有(you)较好的抗应力腐蚀开(kai)裂(lie)的能(neng)力(li)。
3.2 钛合金(jin)的缝(feng)隙腐蚀机理(li)
类(lei)似于不(bu)锈(xiu)钢、铝(lv)、钛等易(yi)钝化(hua)的(de)金(jin)属(shu)在(zai)一定(ding)条件下都存在缝隙(xi)腐蚀(shi)的(de)倾(qing)向。钛(tai)合金(jin)应用于工(gong)程结(jie)构(gou)件(jian)，尤其是(shi)阀(fa)门和管道(dao)接(jie)头等(deng)紧(jin)固(gu)件时 [20] ，很容(rong)易(yi)创造(zao)缝(feng)隙腐蚀(shi)条(tiao)件。缝隙腐(fu)蚀是由于(yu)电(dian)介质(zhi)在构(gou)件的(de)缝隙处(chu)滞留(liu)而形成(cheng)某种电化(hua)学电(dian)解(jie)池引(yin)起的局部(bu)腐(fu)蚀现(xian)象。而(er)钛(tai)合(he)金(jin)的(de)缝隙腐(fu)蚀研究(jiu)历(li)史可(ke)追溯(su)到(dao)五(wu)十(shi)年(nian)代(dai)，Bettele [21] 曾经(jing)发现钛合金(jin)在含(han)氟(fu)磷(lin)酸、湿法磷(lin)酸制(zhi)造过程中的缝隙腐(fu)蚀现(xian)象。随着(zhe)钛合(he)金(jin)的应用日(ri)益(yi)增多(duo)，钛合金(jin)在热(re)浓(nong)氯化(hua)物中的缝(feng)隙腐(fu)蚀破坏(huai)事(shi)件(jian)及(ji)报道也逐渐增多。有(you)报(bao)道(dao)称(cheng)钛(tai)合金(jin)在含(han)少量(liang)氨的氯(lv)化钠和(he)氯(lv)化(hua)铵(an)溶(rong)液(ye)中(zhong)会发生(sheng)缝隙(xi)腐(fu)蚀(shi)；杨(yang)专钊(zhao) [22] 等人研(yan)究(jiu)发(fa)现钛(tai)合金(jin)在(zai)酸性、高温(wen)的(de)狭(xia)小等(deng)环(huan)境中(zhong)会发(fa)生缝隙腐(fu)蚀(shi)。
通过(guo)大量文(wen)献(xian)分(fen)析发现，钛(tai)合(he)金(jin)缝(feng)隙腐(fu)蚀大(da)多数发(fa)生(sheng)在(zai)卤(lu)化(hua)物溶(rong)液(ye)中(zhong)，尤其(qi)是(shi)在(zai)氯化(hua)物溶液(ye)中(zhong) [22-26] 。同(tong)时还发现，钛合(he)金(jin)与常(chang)见的(de)钝性金属相似(shi)，在氯(lv)化(hua)物中钛(tai)的缝(feng)隙腐(fu)蚀机(ji)理(li)也是(shi)符(fu)合(he)自(zi)催化理(li)论(lun)的(de)，即缝隙内(nei)的(de)金(jin)属(shu)离(li)子水解产生的H + 的(de)聚(ju)集(ji)，使(shi)缝隙内的pH下(xia)降和(he)缝(feng)隙(xi)外(wai)的(de)Cl - 的(de)内迁(qian)移，进一(yi)步(bu)加快(kuai)缝(feng)隙(xi)内金属的(de)溶(rong)解(jie)速率(lv) [22,27-30] 。
3.3 钛合金(jin)的氢(qing)脆(cui)腐(fu)蚀(shi)机(ji)理
钛(tai)及钛合金很容(rong)易吸氢(qing)，当材料处于(yu)析(xi)氢(qing)腐(fu)蚀(shi)环境(jing)中时，表面(mian)少量吸(xi)氢就(jiu)可以形成(cheng)氢化物，使(shi)材(cai)料的(de)冲击韧(ren)性和延(yan)伸(shen)率(lv)急(ji)剧降低。目(mu)前国(guo)内(nei)外的(de)许多学(xue)者探讨(tao)了钛(tai)在(zai)各(ge)种(zhong)腐(fu)蚀(shi)介质中(zhong)的氢(qing)脆问(wen)题(ti)，大(da)家(jia)普遍认(ren)为所(suo)有氢(qing)脆(cui)的开始(shi)均(jun)是(shi)由于钛(tai)合金表面钝(dun)化膜(mo)的(de)破(po)坏。
有研究(jiu)表(biao)明产生(sheng)氢(qing)脆(cui)必(bi)须要(yao)一(yi)定的(de)条(tiao)件(jian)。中(zhong)原正大 [31] 认(ren)为(wei)必(bi)须存(cun)在(zai)产(chan)生氢的机(ji)制才可(ke)以(yi)吸氢(qing)，即(ji)必须(xu)析氢才(cai)能(neng)吸(xi)氢(qing)。但Covington [32] 则(ze)认(ren)为，必(bi)须(xu)在(zai)强(qiang)碱(jian)或者(zhe)强酸环(huan)境(jing)中，且温度要高(gao)于(yu)80℃同(tong)时(shi)要具有某种(zhong)产(chan)生(sheng)氢的机(ji)制(zhi)时(shi)，钛合(he)金表(biao)面(mian)才能发(fa)生(sheng)氢(qing)的(de)吸(xi)收。但是(shi)在室(shi)温(wen)条件下，由于(yu)氢(qing)在钛合金中的扩(kuo)散(san)系数小，这就(jiu)导(dao)致(zhi)了氢在(zai)钛合金中扩散(san)比(bi)较缓(huan)
慢，所(suo)以(yi)，氢(qing)并(bing)不(bu)容易(yi)进入钛(tai)合金内部而是滞留在(zai)表(biao)面，因此(ci)并不(bu)会(hui)对(dui)钛合(he)金(jin)性能产(chan)生(sheng)显著的(de)影响(xiang)。
3.4 其他(ta)腐蚀
当钛(tai)合金与其(qi)他(ta)金属连(lian)接(jie)使(shi)用时，由(you)于钛合金(jin)的(de)电(dian)位(wei)较正(zheng)，就(jiu)会引(yin)起(qi)与之(zhi)接(jie)触(chu)的(de)其(qi)他金属(shu)材(cai)料(liao)的(de)电偶(ou)腐(fu)蚀(shi)。所(suo)以(yi)在实际应(ying)用中(zhong)，电偶(ou)腐(fu)蚀也是钛(tai)合金使用时(shi)要(yao)重点(dian)关注(zhu)的点。此外(wai)钛合金因(yin)为(wei)摩擦系数(shu)较(jiao)高(gao)且(qie)难以(yi)有(you)效润(run)滑(hua)，导(dao)致(zhi)其(qi)耐(nai)磨性较(jiao)差(cha)，其(qi)在腐蚀(shi)环(huan)境(jing)中(zhong)也会发(fa)生(sheng)磨(mo)损腐蚀。当(dang)钛合(he)金(jin)构(gou)件在腐蚀(shi)介质(zhi)中(zhong)处于(yu)长期磨损工况时(shi)，钛合金(jin)除(chu)受(shou)到腐蚀(shi)介质侵蚀(shi)外(wai)，还(hai)容易(yi)受(shou)到(dao)摩(mo)擦或(huo)冲(chong)蚀(shi)等(deng)机械(xie)作用 [33] 。目(mu)前研(yan)究(jiu)者对钛合(he)金在(zai)海洋环(huan)境(jing)中(zhong)的腐(fu)蚀(shi)磨损的(de)研究(jiu)结(jie)果表明，钛合金(jin)在腐蚀(shi)磨(mo)损进(jin)程(cheng)中，腐蚀和(he)磨损(sun)呈“正(zheng)交(jiao)互(hu)”关系(xi)，即磨(mo)损(sun)和(he)腐蚀相(xiang)互加(jia)剧材(cai)料的破(po)坏(huai) [34,35] 。
4、结(jie)语
一直(zhi)以来(lai)，油田(tian)、海(hai)洋及(ji)航(hang)天(tian)航(hang)空设(she)备(bei)的腐蚀现象(xiang)都是大家(jia)一直(zhi)关(guan)注(zhu)的问(wen)题(ti)，而(er)近(jin)年来(lai)这(zhe)些(xie)领(ling)域由于(yu)开(kai)发条件越(yue)发(fa)苛刻(ke)，导(dao)致(zhi)设(she)备的使(shi)用(yong)工况日趋复杂，这就倒(dao)逼(bi)人(ren)们需要(yao)开(kai)发更耐(nai)蚀(shi)的(de)材料以便应(ying)对(dui)。而近(jin)年(nian)来大(da)量的(de)试验与报(bao)道都说明钛合金由(you)于(yu)其(qi)致密稳定的钝(dun)化(hua)膜(mo)而具(ju)有(you)比(bi)较(jiao)优(you)异的(de)耐蚀性能，且(qie)有些(xie)领域(yu)已经(jing)开(kai)始投(tou)入使(shi)用(yong)。但(dan)是由于(yu)目前国内(nei)对(dui)于其(qi)研究(jiu)还较(jiao)少，没(mei)有(you)系统(tong)全面深(shen)入(ru)研究(jiu)，实(shi)际应用中(zhong)仍(reng)然存(cun)在(zai)一(yi)些(xie)问(wen)题(ti)，致使在(zai)实际中(zhong)不(bu)能(neng)合(he)理(li)使用(yong)和(he)科学选(xuan)材。因(yin)此(ci)，对钛合金的研究(jiu)今后(hou)侧(ce)重(zhong)以(yi)下(xia)几(ji)个方(fang)面(mian)：
（1）近(jin)年(nian)来，油田(tian)及海(hai)洋(yang)的(de)开(kai)发(fa)环境普(pu)遍温度(du)高(gao)，但(dan)恰(qia)恰钛(tai)合(he)金的(de)腐蚀大多(duo)数就发生在卤(lu)化物溶液中，尤(you)其(qi)是在热(re)浓氯(lv)化物(wu)溶(rong)液(ye)。故(gu)而如何(he)提高(gao)钛合(he)金在(zai)热浓酸性环境中的(de)耐蚀性(xing)将(jiang)是一(yi)个研究(jiu)方(fang)向(xiang)；
（2）要(yao)进(jin)一(yi)步提高(gao)钛(tai)合(he)金的(de)耐蚀性，保护(hu)其钝化(hua)膜不(bu)被破(po)裂仍是(shi)最(zui)有(you)效的(de)途径，应加(jia)强(qiang)这方面(mian)的研究。
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相(xiang)关链(lian)接(jie)
