D0I:10.13374/i.issm1001053x.2003.01.012 第25卷第1期 北京科技大学学报 Vol.25 No.1 2003年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.2003 钛合金TA7在醇溶液中的应力腐蚀敏感性 吴荫顺12姜应律》褚洪) 于正洋到 丁宝峰 1)北京科技大学腐蚀中心，北京1000832)北京市腐蚀、磨蚀与表面技术开放实验室，北京100083 3)沈阳黎明航空发动机集团公司，沈阳110043 摘要采用慢应变速率实验研究了钛合金TA7在醇类溶液等介质中的应力腐蚀敏感性. 结果表明：钛合金TA7在醇类溶液中有明显的应力腐蚀敏感性：在含有C离子的醇类溶液 中有强烈的应力腐蚀敏感性；钛合金的应力腐蚀开裂通常源自点蚀孔底部. 关键词 应力腐蚀；醇溶液；钛合金；慢应变速率实验；点腐蚀 分类号TG172.9 钛合金的耐蚀性取决于能否保持钝化，在活 所示.试样的长向为材料的轧制方向.试样用水 化状态下钛合金的化学活性很高，在许多介质中 砂纸打磨至1000，用丙酮除污去油，干燥后置于 不但不耐蚀，而且可能发生强烈的化学反应，甚 干燥器内备用. 至发生自燃.有关钛合金结构件的意外腐蚀失效 (2)实验装置.用于研究钛合金应力腐蚀敏感 事故屡有报导，其中应力腐蚀开裂SCC(Stress 性的实验方法主要采用慢应变速率实验SSRT Corrosion Cracking)是钛合金工程材料失效的重 (Slow Strain Rate Test).实验在北京中腐防蚀科技 要原因之一引起钛合金可能发生应力腐蚀开 发展公司生产的ZF-K01型多功能应力腐蚀试验 裂的介质包括醇类有机溶液，但对航空钛合金构 机和德国制造K-S-M04型应力腐蚀试验机上进 件的清洗液选择方面，有的醇类溶液禁用，有的 行.拉伸速率为2.5×10'mm/s,实验温度为室温. 允许使用.我国迄今为止尚无有关标准或规定， R10 因此，通过研究以澄清钛合金醇类溶液中的应力 3.5 腐蚀敏感性具有明确的实践意义和理论意义， M6 1实验方法 20 20 140 1,1实验材料 实验用钛合金材料为沈阳黎明航发集团公 图1应力腐蚀SSRT试样的形状与尺寸(mm) 司提供，其化学成分（质量分数，%）为：A1,5.27； Fig.1 Configuration and size of the SCC specimen for SSRT Sn,2.51;Fe,0.13;Si,0.04;C,0.01;N,0.011;H,0.009;0, testing 012;Ti,余量. 2结果与讨论 12实验溶液 实验介质共有三种：无水乙醇、甲醇、0.6% 2.1钛合金TA7的SSRT实验结果 HC1-甲醇溶液.无水乙醇（分析纯），含量≥99.7%. 钛合金TA7在空气中和三种实验介质中经 甲醇（分析纯），含量99.5%.0.6%HC1-甲醇溶液是 SSRT实验获得的断裂寿命、延伸率和面收缩率 由0.6%HC1+1.0%H,0+98.4%CHOH(质量分数)， 等实验结果见表1. 盐酸（分析纯37%）和甲醇（分析纯）配制. 结果表明：钛合金TA7在无水乙醇和甲醇实 13慢应变速率实验方法 验体系中的断裂寿命、延伸率和面收缩率与在空 (1)试样.应力腐蚀试样的构型和尺寸如图1 气中的相比明显偏低；而在0.6%HC1-甲醇溶液中 收稿日期200201-12吴葫顺男.62岁，教授.博士生导师 的断裂寿命、延伸率和面收缩率则显著地降低，第 2 5 卷 第 1 期 2 0 03 年 2 月 北 京 科 技 大 学 学 报 JO u r n a l o f U n vi e rs ity o f S e i e o c e a n d Te e h n o lO gy B e ji i n g V b l . 2 5 N O . l F e b . 2 0 03 钦 合 金 T A 7 在 醇溶 液 中的应 力 腐 蚀 敏 感 性 吴 荫顺 ’ ,2) 姜 应 律 ” 褚 洪 ” 于 正 洋” 丁 宝峰 ” l) 北京科技 大学腐蚀 中心 , 北 京 10 0 0 83 2) 北京 市腐蚀 、 磨蚀 与表 面技术 开放 实验室 , 北 京 10 0 0 8 3 3) 沈 阳黎 明航空 发动 机集 团公司 , 沈 阳 110 0 43 摘 要 采 用慢 应变 速率实验研 究 了钦合 金 TA 7 在醇 类溶 液等介质 中 的应力腐蚀 敏感 性 . 结 果 表 明 : 钦合金 TA 7 在醇类溶液 中有 明显 的应 力腐蚀敏 感性 ; 在 含有 lC 一 离子 的醇 类溶 液 中有 强烈的应 力腐蚀敏 感性 ; 钦 合金 的应力 腐蚀 开裂 通常源 自点蚀 孔底 部 . 关键 词 应力 腐蚀 ; 醇 溶液 ; 钦 合金 ; 慢 应变 速率实验 ; 点腐蚀 分类 号 T G 1 7 2 . 9 钦 合金 的 耐蚀 性取 决于能 否保持钝 化 . 在活 化 状态 下钦 合金 的化学 活性 很高 , 在许 多介质 中 不 但不 耐 蚀 , 而且 可 能发 生 强烈的化 学 反 应 , 甚 至 发生 自燃 . 有关钦合金结 构件的 意外腐蚀失 效 事故屡 有 报 导 , 其 中应 力腐蚀 开 裂 S C C (S etr s co or iso n cr ac ik gn ) 是钦 合金 工 程 材料 失效 的重 要原 因之一 `,川 . 引起钦合金 可能 发生 应力 腐蚀 开 裂 的介质包 括醇类 有 机溶液 , 但对航 空钦合金 构 件的清洗 液选 择方 面 , 有 的 醇类 溶液 禁用 , 有 的 允许使用 . 我 国迄 今为止 尚无 有 关标 准 或规 定 . 因此 , 通 过研究 以 澄 清钦 合金 醇类 溶液 中的应 力 腐蚀 敏 感性 具 有明确 的 实践 意 义 和理 论 意义 . 丛 所 示 . 试样 的长 向为 材料 的 轧制 方 向 . 试样 用水 砂 纸 打磨至 10 0 # , 用 丙 酮 除污 去 油 , 干燥 后 置 于 干燥 器 内备用 . (2 )实 验装置 . 用 于研究 钦合金 应力腐蚀 敏感 性 的 实 验 方 法 主 要 采 用 慢 应 变 速 率实 验 S SRT ( s l o w s tr ia n R at e eT s t ) . 实验 在北 京 中腐 防蚀科 技 发 展公 司生产 的 Z F es K 0 1 型多 功能 应 力腐蚀试 验 机 和德 国制造 -K S 一 M 04 型应 力 腐蚀 试 验 机上 进 行 . 拉伸速 率为.2 5 、 10 一 , m耐 s , 实 验温 度 为 室温 . R 10 一7 .43 5 一25 1 实验方法 140 L l 实 验 材料 实 验用 钦 合金 材料 为 沈 阳黎 明航 发 集团公 司提供 , 其化学 成 分 ( 质 量分 数 , % )为 : lA , .5 27 ; S n , 2 . 5 1; F e , 0 . 13 ; 5 1 , 0 . 0 4 ; C , 0 . 0 1; N , 0 . 0 1 1; H , 0 . 0 0 9 ; O , 0 . 1;2 iT , 余量 . L Z 实 验溶 液 实 验介 质 共有三 种 : 无水 乙 醇 、 甲醇 、 .0 6 % H C 卜 甲醇溶液 . 无水 乙醇(分析纯 ) , 含量 进9 .9 7 % . 甲醇 (分析纯 ) , 含量 9 . 5 % . .0 6 % H CI 一 甲醇溶液是 由 0 . 6 % H e l+ 1 . 0 % H Z o + 9 5 . 4 % e H , o H (质量 分数 ) , 盐 酸 (分析纯 37 % ) 和 甲醇 (分析 纯 ) 配制 . 1.3 慢 应 变 速 率实 验方 法 ( l) 试样 . 应 力腐蚀 试样 的构 型和 尺 寸如 图 1 收稿 日期 2 0 02 刁 1 一 12 吴荫顺 男 , 62 岁 , 教 授 , 博士 生导师 图 1 应力腐 蚀 SS R T 试样 的形 状与 尺 寸( m m ) F ig . l C o n if g u r a t i o n a n d s 抚e o f t h e S C C s P e c im e n fo r S S R T te s t i n g 2 结 果 与 讨论 .2 1 钦 合 金 T A 7 的 S S R I , 实验 结 果 钦 合金 TA 7 在 空 气中 和 二种 实 验介 质 中经 S SRT 实验获 得 的 断裂 寿命 、 延 伸率和 面 收缩 率 等实 验 结果 见 表 1 . 结果 表 明 : 钦 合金 TA 7 在 无水 乙 醇 和 甲醇 实 验体系 中的断裂寿 命 、 延 伸率和面 收缩 率与在 空 气 中的相 比明显 偏低 ; 而在 .0 6% H CI 一 甲醇 溶液 中 的断 裂 寿命 、 延 伸 率和 面收 缩率则 显 著地 降低 . DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2003. 01. 012