Ni47Ti44Nb9形状记忆合金的电化学腐蚀行为研究

来源 :中国民航大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dayongxue
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镍钛基形状记忆合金因其稳定的形状记忆功能而逐渐受到更多设备制造领域的青睐,其中Ni47Ti44Nb9形状记忆合金作为管接头已应用于飞机液压系统管路及海底输油管道系统中,飞机运行环境与海洋环境对金属的耐蚀性能都有较高要求,其中存在的氯离子、硫酸根离子易穿透金属钝化膜,破坏钝化膜的生长从而引发金属表面出现不同形式与不同程度的腐蚀,在这类环境中,当管接头连接异种金属时由于金属各自开路电位不同造成电势差的存在会造成电偶腐蚀的出现,此时电位较低的阳极金属失去离子发生氧化反应,造成严重的腐蚀侵害。因此本论文通过电化学测量技术、零电阻电流计测量技术、失重法、丝束电极技术、表面分析技术等手段对Ni47Ti44Nb9的电化学腐蚀,以及Ni47Ti44Nb9与飞机液压管路常用铝合金3A21组成的偶对、Ni47Ti44Nb9与长输油管道常用金属X80组成的偶对的电偶腐蚀行为进行了研究。研究得到在不同温度环境,不同氯离子浓度环境、不同硫酸根离子环境的影响下,Ni47Ti44Nb9与其偶对的腐蚀表现主要如下:(1)Ni47Ti44Nb9的电化学腐蚀过程拟合电路为R(CR)O,过程受钝化膜的生长与破坏速度的差值影响,形成的钝化膜主要成分为钛氧化物,在不同环境影响下金属表面会析出不稳定的块状(Ti,Nb)2Ni相,发生的腐蚀为局部腐蚀中的晶间腐蚀,腐蚀程度轻微。实验中各个环境下Ni47Ti44Nb9最终稳定后的腐蚀电流密度值由大到小的排序依次为:60℃>双离子>3.5%Cl->40℃>1.5%SO42->20℃>3.5%SO42->10℃>6.5%SO42->6.5%Cl->1.5%Cl-。当氯离子与硫酸根离子双离子混合作用时Ni47Ti44Nb9的腐蚀电流密度明显升高,最终稳定在0.8μA/cm2左右,约是其中各单一离子作用时的2.5倍。(2)Ni47Ti44Nb9-3A21偶对在各环境中偶对间电偶电流密度从大到小排序依次为:6.5%Cl->60℃>40℃>3.5%Cl->1.5%Cl->1.5%SO42->20℃>6.5%SO42->3.5%SO42->10℃>双离子;Ni47Ti44Nb9-X80偶对在各环境中偶对间电偶电流密度从大到小排序依次为:60℃>40℃>6.5%Cl->20℃>3.5%Cl->1.5%Cl->10℃>双离子->3.5%SO42->1.5%SO42->6.5%SO42-。其中偶对阳极腐蚀形式以点蚀为主,偶对阴极Ni47Ti44Nb9表面较为完好。(3)随着偶对中阴极面积比的增长Ni47Ti44Nb9-3A21间电偶电流值较快出现极值,此时阴阳极面积比为1:1,该值前随着阴极面积增长偶对间电偶电流密度也随之增长,Ni47Ti44Nb9腐蚀速率始终较小;Ni47Ti44Nb9-X80中偶对阳极X80表面点蚀区随氯离子浓度的升高呈现点蚀点的加深与扩展,点蚀区的发展受腐蚀产物附着与脱落影响。
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