Page 29 - 理化检验-物理分册2025年第三期

王 佳，等：含氢Ti70合金的耐腐蚀性能试验

表3 动态浸泡试验后Ti70合金试样的质量变化和腐蚀速率

腐蚀前 腐蚀后 腐蚀速率/ 腐蚀速率平均值/
试样编号 失重/g 长度/mm 宽度/mm 厚度/mm 表面积/mm 2
质量/g 质量/g (g·m −2 ·h −1 ) (g·m −2 ·h −1 )
03 63.066 8 63.066 7 0.000 1 160.15 29.71 2.92 10 624.90 0
0
04 63.351 1 63.350 9 0.000 2 161.40 29.87 2.92 10 759.05 0
13 49.839 6 49.838 7 0.000 9 160.82 29.33 2.42 10 354.03 0.000 2
0.000 2
14 45.589 8 45.588 7 0.001 1 160.07 29.32 2.08 10 174.37 0.000 2
33 42.195 8 42.194 5 0.001 3 161.51 29.29 2.11 10 266.43 0.000 3
0.000 2
34 46.408 4 46.407 5 0.000 9 160.98 29.23 2.14 10 224.99 0.000 2
Ti70合金试样的电位超过0.51 V后进入钝化阶段， 伸长率、断面收缩率 3 项指标明显增大；将充氢的
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腐蚀电流几乎不再增大；充氢Ti70合金试样的电位 1 、3 试样与未充氢的2 、4 试样进行对比，发现充
超过0.38 V后进入钝化阶段，腐蚀电流不再随着电 氢后试样的断裂时间、抗拉强度、断后伸长率及断
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流密度的增大而增大。将未充氢与充氢试样的极化 面收缩率均明显降低；对比3 、4 试样，可以发现试
曲线进行对比，可以发现充氢后试样的表面状态发 样充氢后，各项性能均有所降低。
生改变，电化学性能也与充氢前有差异。

图 5 4 种试样慢拉伸应力 - 应变曲线
图 4 充氢与未充氢 Ti70 合金试样极化曲线
将慢拉伸试样断口置于扫描电镜下观察，结果
表4 拟合后的电化学参数
如图6所示。由图6可知：未充氢试样断口为韧性断
试样 自腐蚀电位/mV 自腐蚀电流密度/（mA · cm −2 ）
口，无明显脆性特征，充氢后的试样边缘存在大量二
未充氢 −241.7 3.31×10 −9
次裂纹，且含氢试样在3.5% NaCl溶液中试验后的
充氢 −248.6 1.79×10 −8
二次裂纹特征较空气中更为明显，这与表5中的结果
2.5 氢含量对应力腐蚀性能的影响 一致，即试样充氢后，在应力腐蚀环境下，抗应力腐
4种试样慢应变速率拉伸性能如表5所示，相 蚀能力出现明显降低。
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应的慢拉伸应力 - 应变曲线如图 5 所示，其中 3 、
4 试样为平行段充氢 48 h（氢元素质量分数约为 3 综合分析
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2×10 − 4 ）后再进行慢应变速率拉伸试验得到的。 如前所述，对试样充氢并进行全浸、动态浸泡、
由表 5 及图 5 可知：1 、2 试样在 3.5%NaCl溶液中 盐雾腐蚀测试后，试样未出现腐蚀现象，Ti70合金的
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进行试验时，抗拉强度无明显变化，断裂时间、断后 耐腐蚀性能仍旧优良。试样的腐蚀速率基本接近未
表5 4种试样慢应变速率拉伸性能

试样编号 试验条件 断裂时间/h 抗拉强度/MPa 断后伸长率/% 断面收缩率/%
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1 室温，空气 85.7 707 15.6 18.5
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2 室温，3.5%NaCl溶液 111.3 707 18.6 23.9
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3 室温，空气，充氢 27.4 681 4.8 5.5
4 # 室温，3.5%NaCl溶液，充氢 24.3 670 3.5 4.9
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