论文摘要
ZTi60合金因其优异的综合性能,在舰船制造业中的应用量急剧增加,但钛合金与不锈钢配合使用时容易造成明显的电偶腐蚀。本文采用微弧氧化技术,对ZTi60合金微弧氧化工艺进行了大量的试验,优选出适合ZTi60合金的电解质溶液配方,并在其表面制备出相应的微弧氧化陶瓷膜层。采用扫面电子显微镜（SEM）观察并分析了所获膜层的表面和截面形貌,采用X-射线衍射仪（XRD）研究了膜层的相结构组成。分析了工艺参数对膜层的生长特性、微观组织形貌、相结构等的影响。通过对ZTi60合金微弧氧化膜层的极化曲线测量及Tafal斜率分析、交流阻抗测量及等效电路拟合,研究了其表面经过微弧氧化后自身的耐蚀性。通过3.5%NaCl溶液浸泡试验,研究了具有不同微弧氧化膜层的ZTi60合金与321不锈钢构成电偶对时不锈钢的腐蚀速率。通过标准电偶腐蚀试验,对比研究了与321不锈钢构成电偶对时,未经过微弧氧化处理的ZTi60合金和经过不同溶液微弧氧化处理的ZTi60合金的电偶腐蚀特性,测试了几种不同工艺条件下制备膜层的电偶电流和电偶电位。研究结果表明：ZTi60合金微弧氧化处理的比较理想的溶液组成有：（1）1-5号溶液：硅酸钠16g/L,六偏磷酸钠14g/L,柠檬酸钠2g/L（2）2-5号溶液：偏铝酸钠13g/L,六偏磷酸钠4g/L,氟化钠1g/LSEM照片显示,陶瓷膜层表面是由若干类似于“火山堆”状的微孔组成；经硅酸盐-磷酸盐复合溶液处理所获陶瓷膜层表面的微孔较大,粗糙度较大,致密性较差,而经铝酸盐-磷酸盐复合溶液处理所获陶瓷膜层表面的微孔较小,粗糙度较小,致密性较好；硅酸盐-磷酸盐复合溶液中所获得的膜层较铝酸盐-磷酸盐复合溶液中的厚。XRD分析得出,经硅酸盐-磷酸盐复合溶液微弧氧化后所获膜层主要由锐钛矿相Ti02构成,金红石相Ti02含量较少,经铝酸盐-磷酸盐复合溶液微弧氧化处理后所获膜层主要由Al2Ti05相组成。ZTi60合金表面获得微弧氧化膜层后,其腐蚀电位向正方向移动,阳极极化率增大,腐蚀电流减小,使得腐蚀速度减慢,从而使其自身的耐蚀性得到提高,并且经过1-5号溶液处理的ZTi60合金试样,其耐蚀性更好；ZTi60合金微弧氧化膜层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀模型为均匀腐蚀。未经微弧氧化处理ZTi60合金与321不锈钢偶对时,不锈钢被严重腐蚀,腐蚀速度为大于4g/dm2, ZTi60合金经过微弧氧化之后,不锈钢腐蚀得到缓解,腐蚀速度明显减慢；相同参数条件下,经1-5号溶液处理ZTi60合金使得不锈钢的腐蚀较经2-5号溶液处理ZTi60合金使得不锈钢的腐蚀要慢,且在1-5号溶液中处理20min,终止电压为400V时,321不锈钢的腐蚀速度减小至1g/dm2。ZTi60合金经过微弧氧化之后,与321不锈钢构成电偶对时,平均电偶电流可减小三分之二,电偶电位几乎不变。经1-5号溶液微弧氧化处理的ZTi60合金,与321不锈钢偶接后,其电偶腐蚀等级可提高到A级。