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Corros. Sci.：電子束熔煉法制造Ti-6Al-4V合金的抗腐蝕性研究

2017-08-31 13:37:04 作者：本網(wǎng)整理來(lái)源：材料人分享至：

【引言】

Ti基合金由于其優(yōu)異的耐腐蝕性，良好的生物相容性和可靠的機(jī)械性能等因素而廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)，海洋，軍事和海洋應(yīng)用領(lǐng)域。電子束熔煉法（EBM）制造的Ti-6Al-4V合金的機(jī)械性能與鍛件的性能一樣高，并且形狀復(fù)雜，精度高，因此受到廣泛的關(guān)注。然而，對(duì)由EBM制造的Ti-6Al-4V合金的耐腐蝕性研究甚少。

【成果簡(jiǎn)介】

北京時(shí)間8月10日，中南大學(xué)李云平教授和劉彬副教授（共同通訊作者）在Corrosion Science網(wǎng)站上在線發(fā)表了題目為“Building Direction Dependence of Corrosion Resistance Property of Ti–6Al–4V Alloy Fabricated by Electron Beam Melting”的文獻(xiàn)。在本文中，研究人員采用EBM技術(shù)制造了對(duì)稱軸偏離堆積方向不同角度，分別為0°、45°、55°、90°的Ti-6Al-4V合金樣品。通過(guò)一些方法得到了試驗(yàn)之前和之后的微觀結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果表明了在1M HCl溶液中，EBM合金的抗腐蝕性以45°、90°、55°、0°的順序略微地增加。這種差異歸因于隨著堆積方向變化的晶界密度和β相。

【圖文導(dǎo)讀】

圖1 EBM 制造Ti-6Al-4V柱狀合金樣品三維原理圖

該樣品大小為φ 15×100，且樣品截面用于實(shí)驗(yàn)。

圖2 EBM 制造Ti-6Al-4V柱狀合金樣品的XRD表征該圖

顯示合金樣品分別沿著0°、45°、55°、90°的堆積方向。

圖3 樣品垂直剖面圖的EBSD IPF圖

a. 0°樣品；b. 45°樣品；c. 55°樣品；d. 90°樣品。

圖4 樣品垂直剖面圖的EBSD<0001>α極像圖

a. 0°樣品；b. 45°樣品；c. 55°樣品；d. 90°樣品。

圖5 未累積和累積晶界線密度-晶界角函數(shù)

a. 0°樣品；b. 45°樣品；c. 55°樣品；d. 90°樣品。

圖6 樣品垂直剖面圖的EBSD IQ+相位圖

a. 0°樣品；b. 45°樣品；c. 55°樣品；d. 90°樣品。

圖7 偏離堆積方向0°、45°、55°、90° EBM Ti-6Al-4V合金的動(dòng)電位曲線

每個(gè)矩形中的三條曲線在相同條件下獲得。

圖8 EBM 制造Ti-6Al-4V柱狀合金的EIS測(cè)量圖

a. 最佳擬合奈氏圖；插圖為分析阻抗譜的等值磁路圖b. 最佳擬合波特圖。

圖9 Rp和Rs的算術(shù)平均值和均方差

RP-極化電阻，RS-溶液電阻；Rp（104Ω cm2）的高值表示形成鈍化膜。

圖10 EBM 制造Ti-6Al-4V柱狀合金的SEM圖像表征

a和b圖分別為在1M HCl溶液中，進(jìn)行電化學(xué)極化腐蝕到+1.5V實(shí)驗(yàn)前和后的表征。

【小結(jié)】

本文詳細(xì)地分析了不同堆積方向上的合金耐腐蝕性，主要結(jié)論如下：在1M HCl溶液，四個(gè)不同堆積方向樣品的抗腐蝕性能順序?yàn)?5°＜90°＜55°＜0°。由密排六方結(jié)構(gòu)的針狀α相和少量體心立方結(jié)構(gòu)的β- Ti相決定著EBM Ti-6Al-4V合金的微觀結(jié)構(gòu)。四個(gè)不同堆積方向的樣品單位面積晶界長(zhǎng)度明顯不同。β相的數(shù)量和單位面積上的晶界長(zhǎng)度以45°＜90°＜55°＜0°的順序增加。由于微觀結(jié)構(gòu)中α相和β相的數(shù)量和單位面積中晶界的長(zhǎng)度不同，從而導(dǎo)致了抗腐蝕性能的差異。

文獻(xiàn)鏈接：Building Direction Dependence of Corrosion Resistance Property of Ti–6Al–4V Alloy Fabricated by Electron Beam Melting（Corros. Sci., 10 August, 2017, DOI: 10. 1016/j. corsci. 2017. 08. 008）

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責(zé)任編輯：殷鵬飛

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