TC4ELI钛合金在3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀行为研究

作者：李兆峰^*; 蒋鹏; 张新杰; 晏阳阳; 许亚利; 孙志杰

来源：材料保护, 2023, 56(03): 49-56.

DOI：10.16577/j.issn.1001-1560.2023.0059

• TC4ELI钛合金
• 双态组织
• 魏氏组织
• 应力腐蚀门槛值
• 裂纹扩展路径

应力腐蚀是海洋装备用钛合金面临的主要威胁之一。为了给海洋装备的安全服役提供技术支撑，以海洋环境用TC4ELI钛合金为研究对象，根据恒位移WOL(楔形张开加载)试样测定KISCC的原理，系统开展了不同组织状态下TC4ELI钛合金在3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀行为研究。用光学显微镜和扫描电镜观察了应力腐蚀试样断口形貌和裂纹扩展路径，用二次离子质谱仪分析了裂纹部位元素分布情况。结果表明：TC4ELI双态组织(α相与β相)板材的应力腐蚀门槛值KISCC为56.01 MPa·m1/2,魏氏组织板材的应力腐蚀门槛值KISCC大于67.48 MPa·m1/2,应力腐蚀试样断口主要由基体、疲劳预制区和撕裂区组成，双态组织试样疲劳预制区与撕裂区界面存在应力腐蚀区，裂纹尖端除主裂纹外还有部分次生裂纹出现；魏氏组织试样未发现明显应力腐蚀开裂特征，魏氏组织的抗应力腐蚀能力优于双态组织的。TC4ELI合金双态组织试样的应力腐蚀开裂以穿晶断裂为主，氢元素易于在裂纹尖端富集。