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鈦合金緊固件的腐蝕性能分析
2021-12-17
鈦緊固件是一種量大面廣的通用基礎(chǔ)件,包括螺栓、螺釘、螺柱、螺母、自攻螺釘、木螺釘、墊圈、擋圈、銷、鉚釘、連接副和組合件及其他12大類,廣泛用于通用機(jī)械、工程機(jī)械及國防工業(yè)等領(lǐng)域。鈦緊固件的品質(zhì)和可靠性對主機(jī)的工作性能和結(jié)構(gòu)安全性起著重要作用,一些重要的連接,可能因?yàn)檫@種失效釀成重大事故。某些防蝕措施也會(huì)影響零件的性能，例如，常用的電鍍緊固件可能出現(xiàn)氫脆；較厚的鈦螺絲表面涂鍍層將影響螺紋的旋合性，也有可能影響連接強(qiáng)度。 鈦及鈦合金具有高比強(qiáng)度、優(yōu)良的耐腐蝕性、良好的耐高溫性能等，在航空、航天、船舶、地面武器裝備等國防工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。鈦合金緊固件連接件是飛機(jī)及地面武器裝備上的典型結(jié)構(gòu)件,其失效破壞包括緊固件自身的疲勞、連接板材緊固孔處的疲勞及腐蝕疲勞等。一般情況下鈦及鈦合金表面可生成一層致密的氧化膜,起到防腐蝕的作用,但是在惡劣的環(huán)境中或者氧化膜破裂以及發(fā)生縫隙腐蝕的情況下,鈦合金的耐腐蝕性能將大大降低。 鈦合金具有良好的抗腐蝕性,是海洋環(huán)境中常用的緊固件材料,本身不受天然水、海洋環(huán)境及80℃以下海水的腐蝕影響。鈦具有良好的抗腐蝕性是因?yàn)槠浔砻婢o密附著了一層防護(hù)性氧化膜,膜一旦受損,在有氧的情況下,可瞬時(shí)自動(dòng)修補(bǔ)。但實(shí)際使用中,當(dāng)環(huán)境條件改變時(shí)(如溫度的升高、某種介質(zhì)濃度的增加及發(fā)生了與其他易腐蝕金屬的接觸等)，腐蝕就可能發(fā)生。在涂層下,由于涂層破裂或失效,可能會(huì)發(fā)生點(diǎn)蝕。對于表面有鈍化膜的鈦合金而言,在靜止或低流速的海水中由于氧的供應(yīng)不足,鈦合金表面鈍化膜的作用降低,這時(shí)點(diǎn)蝕也可能發(fā)生。鈦緊固件對純的非氧化酸(如鹽酸、稀硫酸等)、氫氟酸、高溫的稀磷酸和室溫濃磷酸也不耐蝕。 鈦合金緊固件同其他易鈍化金屬一樣,易產(chǎn)生縫隙腐蝕、氫脆,只是縫隙腐蝕通常發(fā)生在高溫含鹵素離子的溶液中。鈦合金緊固件與更惰性的金屬結(jié)合在一起時(shí),會(huì)受到電偶腐蝕,而影響較大的是犧牲陽極或陰極保護(hù)的吸氫引起的脆性晶間斷裂腐蝕。 |