钛合金深海应力腐蚀机理

        应力腐蚀会突然发生，并且会在外观没有明显变化的情况下，是一种具有很大危害的局部腐蚀失效形式。应力腐蚀裂纹一旦产生，将造成局部应力集中和脆性开裂，最终导致材料在远低于屈服应力下断裂。以下介绍了几种影响应力腐蚀的因素及机理。

1.残余应力

      钛合金有40％的事故与锻造、加工、焊接、热处理等过程中引入的残余应力所造成的应力腐蚀开裂有关。

2.表面组织结构

      在海洋环境下，钛合金会表面生成的氧化膜能减缓其自身的腐蚀，然而钛合金在高浓度氯化物、低氧环境下，如点蚀、缝隙、裂纹等闭塞区，这层氧化膜会遭到破坏，同时产生可吸附氢，导致应力腐蚀开裂。钛合金表面状态和组织结构对应力腐蚀发生的几率和速率有较大影响。

3.合金元素

      合金元素也是影响钛合金应力腐蚀敏感性的关键因素。当合金元素形成氧化物时，这些氧化物将以分散的团簇形式嵌入钛基体中。若合金元素均匀地分布在每个相中，则氧化物团也会均匀地分布在基体中，最终会产生稳定的钝化膜。可见，造成合金元素不均匀分布的处理方式，

4. 阳极溶解与氢致开裂

      一般而言，高强材料的应力腐蚀开裂机理可分为阳极溶解型和氢致开裂型两类。钛合金的深海应力腐蚀开裂也不外于此。阳极溶解机理认为，应力腐蚀裂纹的形核和扩展受到阳极的持续溶解能力的影响[39]。

      环境压强对于深海环境中的带裂纹钛合金裂尖处的氢浓度分布情况的影响，结果表明氢在裂尖处聚集，压强越大情况越严重，更容易导致裂纹扩展。

Ti Gr-12 钛合金在海水中，-1500mV（Ag/AgCl）阴极极化电位，2×10-7s-1 应变速率下的氢化物层及应力腐蚀裂纹

      应力腐蚀是钛合金在深海中所面对的最主要的风险之一，了解应力腐蚀的机理以及造成应力腐蚀的原因不仅可以减小应力腐蚀对于钛合金的影响，并且对钛合金在深海中的应用研究有着很重要的意义。