不锈钢水管电偶腐蚀的敏感性评定

不锈钢水管电偶腐蚀的敏感性评定：

采用电化学工作站研究材料与TA2钛合金偶接后的接触腐蚀敏感性。在电路连接中，将TA2钛合金与地线相连，将5083铝合金、TiAl合金铸锭和涂层分别作为工作电极与TA2偶接。当腐蚀电流显正时工作电极金属发生腐蚀，腐蚀电流显负时TA2钛合金发生腐蚀。

接触腐蚀电流随时间变化，平均接触腐蚀电流密度和接触腐蚀敏感性测试结果。在接触最初阶段，5083铝合金与TA2钛合金接触腐蚀电流在正值区迅速增大，表明腐蚀的是铝合金。随着时间延长，接触腐蚀电流在一定范围内波动，此时伴随着铝合金表面钝化膜生成破坏过程。

20h内平均接触腐蚀电流密度为16．2μA/cm2，接触腐蚀敏感性为E级，不允许直接接触使用。TiAl合金铸锭与TA2接触腐蚀电流较为平稳，20h 内的平均接触电流密度为－0．23μA/cm2，发生电偶腐蚀的是TA2合金。

这是由于TiAl合金铸锭较TA2钛合金具有更高的自腐蚀电位，当它们之间发生接触时，TiAl合金为阴极，TA2钛合金为阳极发生腐蚀。因电极电位差较小，接触腐蚀敏感性为A 级，可以直接接触使用。TiAl合金涂层与TA2钛合金接触腐蚀电流较小，远低于5083的接触腐蚀电流。

TiAl（Ti－45Al－7Nb－4Cr）涂层与TA2钛合金接触腐蚀电流放大图，接触腐蚀电流在接触之初就迅速增大，达到最大值后降低，最后在一个稳定平台上波动，接触腐蚀电流为正，TiAl涂层发生腐蚀。这是由于TiAl涂层的电极电位低于TA2钛合金，当发生接触时，TiAl合金涂层作为阳极而发生腐蚀。在接触开始阶段，TiAl涂层表面保护性氧化膜层生成速度较慢，低于膜层的破坏速度，致使接触腐蚀电流升高。随着时间延长，涂层表面保护性氧化膜层生成与破坏速率达到平衡，涂层与TA2钛合金的接触腐蚀电流也趋于稳定。TiAl涂层与TA2钛合金20h内的平均接触腐蚀电流密度为0．21μA/cm2，它们之间的接触腐蚀敏感性为A级，允许直接接触使用，通过在5083铝合金表面制备Ti－45Al－7Nb－4Cr涂层有效解决了铝合金与钛合金的接触腐蚀问题。

两种异质金属存在电位差时，一般会使电极电位偏负的金属发生接触腐蚀。同时，两种异质金属间的电偶腐蚀现象，还与材料表面状态有关。在大气环境中，TiAl合金铸锭表面会形成一层薄而均匀的TiO2+Al2O3混合膜，而TA2钛合金和5083铝合金表面会分别形成单一的TiO2和Al2O3薄膜。3种氧化膜对Cl－ 的稳定性由高到低为：TiO2 + Al2O3混合膜> TiO2膜>Al2O3膜。因此，在质量分数为3．5%NaCl溶液中，TiAl铸锭与TA2钛合金偶接时TA2钛合金发生接触腐蚀，5083铝合金与TA2钛合金偶接时5083铝合金发生接触腐蚀。采用喷涂技术制备TiAl合金涂层时，涂层最表层有孔隙，在大气环境中，受孔隙影响形成TiO2+Al2O3混合膜层不均匀。在有Cl－ 作用时，混合膜层的稳定性降低，在电极电位差的驱动下与TA2钛合金接触后引起TiAl涂层腐蚀。

采用超音速微粒沉积方法在铝合金表面制备防护层，通过平衡材料间电极电位差，可有效解决钛/铝合金间的接触腐蚀问题。