钛合金具有比强度高、耐侵蚀、密度低等优点，，，，，，，，密度一样平常在4.5g/cm3左右，，，，，，，，被誉为“未来金属”[1，，，，，，，，2]。。。。。。。。其优异的耐侵蚀性能源于钛合金基体极易与氧团结并形成一层稳固且致密的氧化钛层（钝化膜）[3]。。。。。。。。别的，，，，，，，，钛合金在室温下能有用对抗氧化性酸介质的侵蚀。。。。。。。。在含氧侵蚀性溶液中，，，，，，，，当钛合金外貌钝化膜受损时，，，，，，，，钛基体将迅速与溶液中的氧爆发反应，，，，，，，，天生新的钝化膜，，，，，，，，再次将基体金属与侵蚀介质疏散，，，，，，，，从而；；；；；；；；ゎ押辖鹈馐芙徊角质，，，，，，，，即钝化膜的自愈性[4]。。。。。。。。因此，，，，，，，，钛合金在众多领域中得以普遍应用，，，，，，，，凭证华经工业研究院整理数据显示，，，，，，，，我国2022年钛材的主要应用领域集中在化工、航空航天和船舶等方面[5]。。。。。。。。只管云云，，，，，，，，钛合金仍会在某些卑劣情形中遭受侵蚀。。。。。。。。由于钛合金具有极强的钝化特征，，，，，，，，局部侵蚀成为钛合金的主要侵蚀形式[6]。。。。。。。。局部侵蚀是指金属外貌大部分区域未受侵蚀或仅稍微侵蚀，，，，，，，，只在钝化膜不一连或遭受破损的区域爆发侵蚀[7]。。。。。。。。在现实生产及应用中，，，，，，，，钛合金外貌钝化膜通常保存许多缺陷，，，，，，，，如夹杂物、朴陋和机械划痕等。。。。。。。。这些缺陷会破损钝化膜的完整性，，，，，，，，使钛合金易在这些局部区域爆发侵蚀[8]。。。。。。。。别的，，，，，，，，钛合金在含卤素离子溶液中，，，，，，，，钝化膜也会爆发局部破碎[9-10]。。。。。。。。近年来，，，，，，，，研究职员对钛合金的局部侵蚀行为举行了普遍研究。。。。。。。。一方面，，，，，，，，局部侵蚀造成的破损性极大，，，，，，，，尤其是点蚀引发的钛合金穿孔和断裂会导致质料失效和寿命缩短，，，，，，，，造成严重的经济损失。。。。。。。。另一方面，，，，，，，，局部侵蚀具有极高的隐藏性，，，，，，，，质料往往在没有先兆的情形下突然爆发破损，，，，，，，，从而造成重大事故与人身伤亡[11]。。。。。。。。因此，，，，，，，，深入研究并探讨局部侵蚀机制及其防护步伐具有主要的理论意义及经济价值。。。。。。。。钛合金爆发局部侵蚀的主要形式包括点蚀、电偶侵蚀、误差侵蚀、应力侵蚀开裂以及氢致开裂等，，，，，，，，详细的侵蚀形式取决于钛合金的化学因素、离子的种类与浓度，，，，，，，，以及服役情形的温度和压力等因素。。。。。。。。在现实应用情形中，，，，，，，，钛合金的局部侵蚀还可能受到上述多种因素的协同作用，，，，，，，，使得侵蚀情形越发重大和多样化。。。。。。。。针对上述问题，，，，，，，，本文详细先容了钛合金差别局部侵蚀形式及其生长纪律以及影响因素。。。。。。。。同时，，，，，，，，概述了针对钛合金局部侵蚀行为的多种防护步伐，，，，，，，，包括合金化、外貌改性手艺以及热处置惩罚工艺，，，，，，，，旨在预防钛合金局部侵蚀导致的不可逆破损。。。。。。。。最后，，，，，，，，提泛起有防护步伐中的缺乏，，，，，，，，并展望了未来研究钛合金局部侵蚀机制及防护要领的偏向。。。。。。。。

1、局部侵蚀的类型及机制

1.1点蚀

点蚀是极具破损性的局部侵蚀形式之一。。。。。。。。卤素离子（如F?、Cl?和Br?）被以为是导致钛合金点蚀的主要缘故原由。。。。。。。。这些离子可消融钛合金外貌钝化膜并阻碍其再生，，，，，，，，严重影响耐侵蚀性能[12-13]。。。。。。。。当钝化膜遭受这些侵蚀性阴离子侵蚀时，，，，，，，，缺陷区域优先被破损，，，，，，，，使基体袒露于外貌并形成活化侵蚀区，，，，，，，，与未受损的钝化膜形成微电池，，，，，，，，导致点蚀的爆发[14-15]。。。。。。。。钛合金点蚀历程通常分为三个阶段：钝化膜破碎、点蚀坑萌生和点蚀坑扩展[16]。。。。。。。。以钛合金在含Cl?溶液中的点蚀行为为例，，，，，，，，机制如图1所示。。。。。。。。由于Cl?半径小，，，，，，，，极易穿过钛合金钝化膜抵达基体外貌，，，，，，，，与金属阳离子Ti4+团结形成可溶性氯化物TiCl₄，，，，，，，，替换了具有；；；；；；；；ば宰饔玫亩刍，，，，，，，，导致基体与侵蚀性介质接触，，，，，，，，从而造成点蚀萌生（见图1（a））。。。。。。。。TiCl4水解爆发的H+使蚀坑内pH值下降。。。。。。。。为了平衡蚀坑内电中性，，，，，，，，外部Cl^-一直向内迁徙，，，，，，，，一直爆发的TiCl₄及水解历程导致点蚀坑内形成酸性的电解质溶液，，，，，，，，进一步增强坑内侵蚀性[17]。。。。。。。。别的，，，，，，，，由于氧原子半径较大，，，，，，，，蚀坑内氧气消耗后难以实时获得增补，，，，，，，，从而在蚀坑内形状成氧浓差电池。。。。。。。。蚀坑内部因缺氧被继续侵蚀的区域作为阳极，，，，，，，，外部含氧富厚的区域作为阴极，，，，，，，，从而形成大阴极—小阳极，，，，，，，，导致点蚀坑沿纵向与横向迅速扩展（见图1（b））。。。。。。。。随着侵蚀的继续举行，，，，，，，，点蚀坑数目增多、尺寸增大，，，，，，，，邻近的点蚀坑相互团结。。。。。。。。同时，，，，，，，，侵蚀产品扩散在溶液中（见图1（c））。。。。。。。。相邻的点蚀坑一直叠加或合并，，，，，，，，从而形成面积更大的点蚀坑，，，，，，，，最终造成宏观的局部侵蚀（见图1（d））。。。。。。。。海内外学者深入探讨了侵蚀性阴离子对钛合金点蚀的影响。。。。。。。。Sharma等[15]研究发明TC4钛合金样品外貌在0.6MNaCl溶液中泛起宽点蚀坑。。。。。。。。Chi等[16]发明TC4钛合金钝化膜在35℃的12%（质量分数）HCl情形下易消融并爆发点蚀，，，，，，，，点蚀坑沿划痕偏向扩展，，，，，，，，与周围凹坑团结形成蜂窝状点蚀坑群见图2）。。。。。。。。别的，，，，，，，，研究发明[18]，，，，，，，，Br?比Cl?更易引起钛合金的点蚀，，，，，，，，由于Br?的平衡吸附系数约为Cl?的3.57倍，，，，，，，，更多的Br?吸附在钝化膜上，，，，，，，，导致点蚀更严重。。。。。。。。

综上所述，，，，，，，，卤素离子通过破损钛合金外貌的钝化膜引发点蚀，，，，，，，，显著削弱了其抗侵蚀能力。。。。。。。。并且，，，，，，，，差别卤素离子对钛合金点蚀的影响保存差别。。。。。。。。

1.2电偶侵蚀

当钛合金与另一种金属（或合金）在统一介质中接触时，，，，，，，，两种金属之间的电位差会导致电子转移，，，，，，，，形成侵蚀原电池，，，，，，，，从而引发钛合金外貌的电偶侵蚀[19]。。。。。。。。在现实应用中，，，，，，，，钛合金常与其他质料形成电偶。。。。。。。。由于电位差，，，，，，，，侵蚀电位较低的金属作阳极，，，，，，，，失去电子并爆发侵蚀消融；；；；；；；；而侵蚀电位较高的金属则作阴极受到；；；；；；；；20,21]。。。。。。。。钛的标准电极电位相对标准氢电极（SHE）较负，，，，，，，，为-1.63V。。。。。。。。然而，，，，，，，，由于钛外貌钝化膜使得侵蚀电位正移，，，，，，，，使其具有比其他金属更高的侵蚀电位。。。。。。。。因此，，，，，，，，钛合金作为阴极受；；；；；；；；，，，，，，，，而其他金属作阳极加速侵蚀[4,22]。。。。。。。。金属的自侵蚀电位差是影响电偶侵蚀的主要因素，，，，，，，，差值越大，，，，，，，，电偶侵蚀的可能性就越大[23]。。。。。。。。近年来，，，，，，，，研究者们对钛合金与异种质料偶接的侵蚀行为举行大宗研究。。。。。。。。Fan等[24]通过模拟深；；；；；；；Ｇ樾窝芯苛祟押辖鹩肓街植畋餋u元素含量的低合金钢的电偶侵蚀行为。。。。。。。。研究效果批注，，，，，，，，Cu含量高的合金钢外貌易爆发点蚀与晶间侵蚀，，，，，，，，并且侵蚀速率更快。。。。。。。。这可能是由于Cu含量增添导致合金钢与钛合金之间的电位差增大，，，，，，，，电偶侵蚀加剧。。。。。。。。Chen等[25]发明在静态人造海水情形中TC4钛合金与T2铜合金电偶对的电位差为0.20V，，，，，，，，导致T2-TC4电偶对极易爆发强烈的电偶侵蚀，，，，，，，，其中铜合金作阳极爆发加速侵蚀。。。。。。。。尚有研究批注[23,26]，，，，，，，，当电位差凌驾0.25V时，，，，，，，，作阳极的质料将爆发严重的电偶侵蚀。。。。。。。。然而，，，，，，，，Zhao等[27]最近的研究发明，，，，，，，，Ti60钛合金和H62铜合金在3.5%（质量分数）NaCl溶液中的电位差约为0.36V，，，，，，，，并未引发电偶侵蚀。。。。。。。。这可能是由于钛合金外貌钝化膜的低氧空位密度，，，，，，，，导致电子电荷转移速率慢，，，，，，，，氧还原速率降低，，，，，，，，在Ti60金属/膜界面处电子电荷转移阻滞。。。。。。。。通太过析可知，，，，，，，，钛合金外貌的钝化膜使得电偶侵蚀的爆发泛起矛盾征象。。。。。。。。一方面，，，，，，，，钛合金与耦合金属之间较大的电位差会增强电偶侵蚀的驱动力。。。。。。。。另一方面，，，，，，，，钛合金外貌的钝化膜阻碍了电荷转移，，，，，，，，降低了阴极反应速率，，，，，，，，从而抑制了阳极金属的加速侵蚀[28-29]。。。。。。。。

1.3误差侵蚀

异种质料在接触时无法完全细密贴合，，，，，，，，导致狭窄误差（宽度在0.02～0.1mm之间）的保存。。。。。。。。当误差内氧气耗尽且外部氧气未能实时增补时，，，，，，，，形成误差内小阳极、误差外大阴极的氧浓差电池，，，，，，，，使得误差内的钛合金爆发阳极消融，，，，，，，，侵蚀产品沉积在误差口处，，，，，，，，并逐渐形成闭塞电池[30]。。。。。。。。差别金属对误差侵蚀敏感性差别，，，，，，，，而自钝化能力强的钛合金对误差侵蚀更为敏感。。。。。。。。当误差内钛合金钝化膜局部破损，，，，，，，，氧气无法实时提供时，，，，，，，，金属基体与侵蚀介质接触并爆发阳极消融，，，，，，，，爆发大宗金属阳离子。。。。。。。。为坚持电荷平衡，，，，，，，，外部侵蚀性阴离子会扩散到误差内并群集。。。。。。。。同时，，，，，，，，Ti⁴⁺经水解获得[Ti(OH)₂]²⁺，，，，，，，，侵蚀产品Ti(OH)₄沉积在钛合金外貌。。。。。。。。该反应的化学式如（1）、（2）式所示[17]，，，，，，，，反应爆发的H+使侵蚀介质pH值降低，，，，，，，，进一步侵蚀钛合金外貌，，，，，，，，体现出自催化效应[30,31]。。。。。。。。

Ti⁴⁺+2H₂O→[Ti(OH)2]²⁺+2H+（1）

Ti⁴⁺+4H₂O→Ti(OH)₄+4H⁺（2）在低氧含量和高温条件下，，，，，，，，钛合金外貌钝化膜易受损，，，，，，，，再钝化的膜耐蚀性较差。。。。。。。。据报道[3,17]，，，，，，，，高于70℃时，，，，，，，，钛合金在含卤化物或硫酸盐的溶液中易爆发误差侵蚀。。。。。。。。Rajendran等[32]的研究发明，，，，，，，，钛合金在10%NaCl热溶液中误差侵蚀临界温度为100℃。。。。。。。。在高温近厌氧海水情形中，，，，，，，，Pang等[33]研究效果批注，，，，，，，，纯钛与Ti-6Al-4V划分在80℃和200℃的温度下爆发误差侵蚀，，，，，，，，而Ti-0.25Pd未爆发误差侵蚀，，，，，，，，这可能是Pd元素作为优异的催化剂提高了开路电位，，，，，，，，使钛合金外貌形成更厚且更稳固的TiO₂钝化膜。。。。。。。。综上所述，，，，，，，，差别类型的钛合金及其所处的情形条件下，，，，，，，，误差侵蚀的临界温度会有所差别。。。。。。。。别的，，，，，，，，钛合金易在卤化物情形中爆发误差侵蚀，，，，，，，，尤其在氯化物情形中。。。。。。。。但其他服役情形也不可忽视，，，，，，，，如在硫酸和盐酸等酸性介质中，，，，，，，，其钝化膜容易受到破损，，，，，，，，导致侵蚀加剧。。。。。。。。

1.4应力侵蚀开裂

应力侵蚀开裂（SCC）是指在特定温度和应力条件下，，，，，，，，金属受到外界应力和侵蚀介质的配相助用而导致裂纹扩展的征象。。。。。。。。质料在应力作用下可能爆发缺陷，，，，，，，，如气泡和裂纹等，，，，，，，，这些缺陷会成为侵蚀产品的集聚点，，，，，，，，加速SCC历程[34]。。。。。。。。

SCC可分为裂纹萌生、裂纹扩展和快速失效阶段三个阶段[35]。。。。。。。。这种破损方法通常没有显着预兆，，，，，，，，初期难以发明。。。。。。。。一旦裂纹爆发，，，，，，，，将迅速扩展并导致钛合金失效断裂，，，，，，，，引发严重的清静事故。。。。。。。。近年来的研究批注，，，，，，，，塑性变形和温度对钛合金的SCC敏感性有显著影响。。。。。。。。Li和Pei等[36]发明，，，，，，，，塑性变形引起的位错增强了钛合金外貌的活性，，，，，，，，增进了氢原子的天生和渗透，，，，，，，，加速裂纹扩展，，，，，，，，增添了SCC敏感性。。。。。。。。边美华等[37]的研究进一步指出，，，，，，，，应变导致钛合金外貌钝化膜破碎，，，，，，，，点蚀增添，，，，，，，，甚至泛起裂纹，，，，，，，，增添了SCC敏感性。。。。。。。。别的，，，，，，，，温度对钛合金SCC的影响一直备受关注。。。。。。。。Li等[38]发明高温下钛合金外貌的富氧层脆性断裂增进裂纹萌生。。。。。。。。李文桔等[39]发明，，，，，，，，在模拟海洋情形中，，，，，，，，温度降低会增添钛合金的SCC敏感性，，，，，，，，体现出更强的侵蚀倾向。。。。。。。。作者以为，，，，，，，，这是由于在低温海水中，，，，，，，，钛合金裂纹尖端的钝化膜电阻较小、缺陷较多且位错容易积累，，，，，，，，导致钝化膜局部应力集中，，，，，，，，在外加应力的协同作用下，，，，，，，，裂纹成核和裂纹扩展的速率加速，，，，，，，，加速侵蚀历程。。。。。。。。

1.5氢致开裂

当钛合金袒露在含氢情形中时，，，，，，，，氢原子会进入合金内部并形成氢化物，，，，，，，，导致钛合金内爆发微裂纹，，，，，，，，最终引发氢致开裂（HIC）[34]。。。。。。。。HIC通常是在完全无外部压力的情形下，，，，，，，，由内部压力引起的[40]。。。。。。。。这种征象在酸性情形下（包括H2S情形）尤为常见[41]。。。。。。。。现有研究效果批注，，，，，，，，氢在钛合金α相中的消融度较低，，，，，，，，容易形成氢化物并导致质料脆化。。。。。。。。而在β相中，，，，，，，，氢的消融度和扩散速率较高。。。。。。。。这是由于α相和β相具有差别晶体结构，，，，，，，，α相为HCP（密排六方）晶格，，，，，，，，β相为BCC（体心立方）晶格。。。。。。。。BCC晶格比HCP晶格致密度低、间隙较多，，，，，，，，因而氢在BCC晶格间隙中扩散速率比在HCP中要高，，，，，，，，故β相对氢致开裂的敏感性较低[42]。。。。。。。。一样平常而言，，，，，，，，HIC的形成通常爆发在α相或在α/β相的界面处。。。。。。。。

Qiao等[43]通过阴极充氢要领研究了Ti-4Al-2V1Mo-1Fe合金在3.5%NaCl溶液中的侵蚀行为。。。。。。。。发明充氢后，，，，，，，，α相和α/β晶界处形成了γ-TiH和δ-TiH2氢化物，，，，，，，，导致合金体积膨胀并形成脆性氢化物，，，，，，，，进而导致HIC。。。。。。。。通过较量差别充氢时间的形貌图发明，，，，，，，，充氢4h后，，，，，，，，HIC主要爆发在α相与α/β界面处（见图3（a））。。。。。。。。充氢24h后，，，，，，，，部分裂纹扩展至β相，，，，，，，，氢扩散增进了氢化钛形成，，，，，，，，加速了体积膨胀（见图3（b））。。。。。。。。别的，，，，，，，，Wang等[44]的研究也进一步证实，，，，，，，，纯钛充氢24h后外貌裂纹显著多于Ti-Mo合金，，，，，，，，这主要是由于β相的保存提高了合金对HIC的抗性。。。。。。。。

2、影响钛合金局部侵蚀的主要因素

2.1化学因素

在对前人研究的总结中发明，，，，，，，，添加Mo、Ni、Pd、Ru、Zr和Sc等元素会影响钛合金的耐侵蚀性能[45-46]。。。。。。。。

Sure等[47]发明，，，，，，，，在15.3M欢喜HNO₃中，，，，，，，，Ti-5Ta-2Nb合金的耐蚀性远优于纯钛（TiCP-4）。。。。。。。。这是由于添加Ta和Nb元素后，，，，，，，，基体外貌钝化膜除了TiO₂，，，，，，，，还含少量Ta₂O₅和Nb₂O₅，，，，，，，，从而降低了钛合金的侵蚀速率。。。。。。。。相比之下，，，，，，，，纯钛外貌TiO2氧化膜较薄，，，，，，，，更易被侵蚀。。。。。。。。

S.Ningshen等[48]的研究批注，，，，，，，，在欢喜的15.65MHNO3溶液中，，，，，，，，纯钛外貌泛起裂纹，，，，，，，，钛合金外貌呈多孔状特征。。。。。。。。AKOTTi钛合金的侵蚀速率显着低于纯钛，，，，，，，，这是由于钛合金中保存少量的贵金属（Pd和Ru），，，，，，，，显著提高了钝化能力并改善了耐侵蚀性。。。。。。。。

Zhao等[49]系统研究了Ti-xMo（x=1%、3%、5%（质量分数））合金在10%HCl溶液中的侵蚀行为，，，，，，，，发明随着Mo含量的增添，，，，，，，，β相增多，，，，，，，，耐蚀性提高。。。。。。。。当Mo含量抵达3%时，，，，，，，，侵蚀类型由匀称侵蚀转变为点蚀，，，，，，，，且点蚀宽度随Mo含量的增添而减小。。。。。。。。

Ti-xMo合金侵蚀形貌如图4所示，，，，，，，，Ti-1Mo合金体现为匀称侵蚀，，，，，，，，而Ti-3Mo和Ti-5Mo合金体现为点蚀，，，，，，，，且Ti-5Mo的点蚀尺寸小于Ti-3Mo。。。。。。。。因此，，，，，，，，增添Mo含量可以显著提高Ti-xMo合金的耐蚀性。。。。。。。。

Zr元素的加入可通过形成高价氧化物（TiO2和ZrO2）和较厚的钝化膜来提高质料的耐蚀性和稳固性[50]。。。。。。。。Sherif等[51]将粉末冶金制备的纯钛与Ti-12%Zr合金在3.5%NaCl溶液中举行了电化学测试，，，，，，，，效果批注，，，，，，，，基体外貌笼罩的TiO₂和ZrO₂会降低合金的侵蚀水平。。。。。。。。

稀土元素合金化对钛合金的侵蚀行为也有显著影响。。。。。。。。Deng等[52]研究了Sc元素对Ti64合金在0.6MNaCl溶液中的耐侵蚀性能。。。。。。。。效果批注，，，，，，，，Sc的添加不但细化了晶粒尺寸、增大了β/α相的体积比，，，，，，，，还降低了合金的侵蚀速率和抑制了侵蚀产品的形成。。。。。。。。同时，，，，，，，，提高了合金的抗拉强度和抗应力侵蚀能力。。。。。。。。综上所述，，，，，，，，通过添加差别的合金元素可显著改善钛合金的耐侵蚀性能。。。。。。。。这些元素的引入通过多种机制，，，，，，，，如形成高价稳固的氧化膜、细化晶粒、增添相组成的匀称性等，，，，，，，，有用地提高了钛合金在种种侵蚀情形下的耐侵蚀性能。。。。。。。。

2.2离子种类和浓度

钛合金的局部侵蚀还与离子种类和浓度亲近相关，，，，，，，，卤素离子对其影响尤为显著。。。。。。。。一样平常以为，，，，，，，，卤化物浓度越高，，，，，，，，爆发点蚀的可能性越大。。。。。。。。Deng等[53]研究发明，，，，，，，，当I?和Cl?浓度从0.1%增添到5%（质量分数）时，，，，，，，，Cl?对钛合金外貌钝化膜形成具有更强的抑制作用，，，，，，，，侵蚀速率平均是I?的1.79倍。。。。。。。。式（3）~（7）为钛合金外貌TiO2钝化膜在含卤素离子X?（I?或Cl?）溶液中可能爆发的反应式。。。。。。。。式（6）中天生的粉末状TiO2易脱落，，，，，，，，使钛合金基体一连袒露在侵蚀情形中，，，，，，，，进而与H+反应天生灰色氢化物TiH2，，，，，，，，引发氢致开裂征象[53]。。。。。。。。

TiO₂+3X^-+4H⁺→TiX+3+2H₂O（3）

TiX⁺₃+X-→TiX₄（4）

TiX₄+3H₂O→H2TiO₃+4X^-+4H⁺（5）

2H₂TiO₃→2TiO₂(侵蚀产品)+2H₂O（6）

Ti+2H⁺+2e^-→TiH₂（7）

Wang等[54]研究了纯钛在含氟硫酸溶液中的点蚀行为，，，，，，，，发明随着F?浓度的增添，，，，，，，，其钝化膜的损伤水平加剧。。。。。。。。作者进一步研究了纯钛、Ti-0.2Pd和Ti-0.3Mo-0.8Ni合金在含氟硫酸中的侵蚀行为，，，，，，，，发明在氟浓度低于0.002M时，，，，，，，，钛合金相比纯钛具有更好的耐蚀性。。。。。。。。然而，，，，，，，，当氟化物浓度高于0.003M时，，，，，，，，钛合金仍被侵蚀[55]。。。。。。。。别的，，，，，，，，通过研究Ti-6Al-4V在差别浓度（0.9%，，，，，，，，3.5%，，，，，，，，10.0%）的NaCl溶液中的侵蚀行为，，，，，，，，Qin等[56]发明随Cl?浓度的提高，，，，，，，，样品外貌TiO₂含量降低，，，，，，，，从而使质料更易爆发侵蚀。。。。。。。。Cui等[57]的研究进一步批注，，，，，，，，Cl?浓度的增添使得样品孔形核频率提高，，，，，，，，点蚀孔尺寸增大（见图5）。。。。。。。。Cl?的侵蚀加速了钝化膜的消融，，，，，，，，造成了钛合金的点蚀征象。。。。。。。。

以上研究效果批注，，，，，，，，卤素离子的种类和浓度对钛合金的耐蚀性能有显著影响。。。。。。。。并且，，，，，，，，随着离子浓度的增添，，，，，，，，钛及其合金外貌钝化膜变得不稳固，，，，，，，，耐蚀性能下降。。。。。。。。

2.3温度和压力

温度和压力是影响钛合金局部侵蚀征象的主要因素。。。。。。。。研究批注，，，，，，，，在一定规模内，，，，，，，，随着温度升高，，，，，，，，钛合金侵蚀速率增添。。。。。。。。高温降低了钝化膜的稳固性，，，，，，，，加速了电化学反应的动力学历程，，，，，，，，导致侵蚀加剧[34]。。。。。。。。Selva等[58-59]发明，，，，，，，，钛合金在350℃时的平均侵蚀速率约为4μm/a，，，，，，，，比在300℃时增大了约4倍。。。。。。。。Dai等[60]指出高温会导致钛合金外貌的钝化膜开裂和大面积剥落，，，，，，，，且随温度升高，，，，，，，，钝化膜侵蚀更为严重。。。。。。。。高压也会削弱钛合金钝化膜的；；；；；；；；ぷ饔，，，，，，，，增添局部侵蚀危害[61]。。。。。。。。在深；；；；；；；Ｇ樾沃，，，，，，，，静水压力对钛合金的侵蚀行为尤为显著。。。。。。。。随海水深度的增添，，，，，，，，静水压力逐渐增大，，，，，，，，每100m深度增添约1MPa静水压力[62]。。。。。。。。Liu等[63]以为，，，，，，，，静水压力增大会导致钝化膜变薄且组分爆发转变，，，，，，，，在拉伸应力协同作用下，，，，，，，，钝化膜；；；；；；；；ぷ饔孟宰沤档。。。。。。。。Dong等[64]以为高静水压力抑制了氢的还原速率，，，，，，，，导致合金钝化能力降低，，，，，，，，使深；；；；；；；Ｇ樾蜗潞辖鸬哪颓质葱阅芙锨澈；；；；；；；Ｇ樾蔚鸵桓鍪考。。。。。。。。别的，，，，，，，，钛合金外貌钝化膜中富含低价钛（Ti²⁺，，，，，，，，Ti³⁺），，，，，，，，使钝化膜具有多孔结构和离子渗透性，，，，，，，，从而降低了耐蚀性。。。。。。。。近年来，，，，，，，，研究职员针关于温度和压力的协同作用对钛合金的侵蚀行为举行了探讨。。。。。。。。Gao等[65]发明，，，，，，，，在高温（160~220℃）和高压（3.84~4.80MPa）的CO₂情形下，，，，，，，，TC4钛合金体现出优异的抗局部侵蚀性能。。。。。。。。吕祥鸿等[66]研究批注，，，，，，，，在220℃和4.8MPa的地层水CO2侵蚀情形（pH=7.19）中，，，，，，，，TC4钛合金的平均侵蚀速率为0.0012mm/a，，，，，，，，仅爆发稍微侵蚀。。。。。。。。而在温度为180℃和1.33MPa的完井液CO₂侵蚀情形（pH=11.01）中，，，，，，，，平均侵蚀速率高达0.4247mm/a，，，，，，，，局部侵蚀严重，，，，，，，，钛合金外貌最大坑深达25μm。。。。。。。。综上所述，，，，，，，，温度和压力对钛合金侵蚀行为的影响显著且重大。。。。。。。。高温顺高压条件均会削弱钝化膜的稳固性，，，，，，，，显著增添侵蚀速率。。。。。。。。在高温高压综相助用的影响下，，，，，，，，钛合金的耐侵蚀性能显著下降，，，，，，，，外貌凹坑深度增添，，，，，，，，局部侵蚀征象加剧。。。。。。。。

3、局部侵蚀的防护步伐

为有用避免钛合金爆发局部侵蚀，，，，，，，，需综合思量质料特征、使用情形和制造工艺等多个因素。。。。。。。。下文将从合金化、外貌改性手艺和热处置惩罚工艺等三个方面详细叙述提高钛合金耐局部侵蚀性能及侵蚀防护要领。。。。。。。。

3.1合金化

合金化是提高钛合金耐蚀性能的有用步伐之一。。。。。。。。通过添加合金元素和调解其种类及含量，，，，，，，，可以改变钛合金的组织结构和化学因素，，，，，，，，提高其耐侵蚀性能。。。。。。。。常用合金元素包括Al、Mo、V、Fe和Zr，，，，，，，，它们可调解钛合金中α相和β相的体积分数。。。。。。。。其中，，，，，，，，α-相稳固元素Al和中性元素Zr，，，，，，，，都可以起到固溶强化作用[22，，，，，，，，67]。。。。。。。。适量的Al可显著提高抗拉强度，，，，，，，，但含量不应凌驾7%，，，，，，，，不然会影响塑性和韧性[34]。。。。。。。。Alharbi等[50]

发明Ti-15%Zr合金中Zr元素的添加使钛的侵蚀最小化，，，，，，，，消除了点蚀的可能性。。。。。。。。这是由于钛合金外貌形成的TiO2和ZrO2氧化膜提供了更好的；；；；；；；；ぷ饔。。。。。。。。尚有研究批注[68]，，，，，，，，Ti-Zr合金外貌钝化膜由双层结构组成，，，，，，，，包括底部ZrO₂层和顶部混淆TiO₂-ZrO₂层，，，，，，，，这种氧化膜的团结有助于提高合金的耐侵蚀性能。。。。。。。。

V元素是常用的β-相稳固元素，，，，，，，，但V会在使用历程中释放有毒的V离子[69]。。。。。。。。故研究者们期望用其他β-相稳固元向来取代V，，，，，，，，其中，，，，，，，，Fe元素低本钱且无毒，，，，，，，，适量添加Fe元素可在钛合金钝化膜外貌形成致密的Fe氧化层，，，，，，，，抑制氧化膜的消融[70,71]。。。。。。。。别的，，，，，，，，Mo元素作为β-相稳固元素能增添钛合金钝化膜的稳固性，，，，，，，，提高耐蚀性。。。。。。。。Qiao等[72]通过电化学要领研究发明，，，，，，，，Ti-4Al-2V-1Mo-1Fe和Ti-6Al-4V两种合金在模拟海洋情形中浸泡180天后，，，，，，，，前者自侵蚀电流密度Icorr为1.51×10^-7A/cm²，，，，，，，，后者的Icorr为2.23×10^-7A/cm²，，，，，，，，批注前者具有更高的耐蚀性。。。。。。。。Wang等[44]发明Mo元素可增添氢固溶度，，，，，，，，消融更多的氢原子，，，，，，，，并有用抑制脆性氢化物的析出，，，，，，，，镌汰氢致开裂倾向。。。。。。。。

3.2外貌改性手艺

由于侵蚀始于质料外貌，，，，，，，，因此对钛合金举行外貌改性是提高其抗局部侵蚀性能的一种有用步伐。。。。。。。。其中，，，，，，，，在钛合金基体外貌制备涂层获得了普遍的研究。。。。。。。。现在已经报道了多种用于制备钛合金涂层的外貌改性手艺，，，，，，，，下面主要先容冷喷涂手艺、化学气相沉积法、电弧离子镀法以及激光熔覆法，，，，，，，，并在表1中作了归纳。。。。。。。。

粟志伟等[73]通过冷喷涂手艺在TB10钛合金外貌制备Cu、Cu-Ag涂层，，，，，，，，评估试样在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能。。。。。。。。效果批注，，，，，，，，涂层处置惩罚后的样品侵蚀电位更低，，，，，，，，实现了牺牲阳极的阴极；；；；；；；；ばЧ。。。。。。。。别的，，，，，，，，Cu-Ag涂层中Ag的添加增进了海水中细菌的殒命，，，，，，，，破损了生物结构，，，，，，，，具有更强抑菌作用。。。。。。。。

Malhotra等[74]通过化学气相沉积法在TC4ELI钛合金上制备了石墨烯纳米涂层（GN），，，，，，，，并与未涂层的钛合金在高酸性氟化介质（PH=2.0）中举行240天浸泡实验。。。。。。。。研究发明无涂层钛合金侵蚀速率为0.02mm/a，，，，，，，，是GN的2倍。。。。。。。。这可能是由于GN是一层单层碳原子，，，，，，，，呈二维蜂窝状结构排列，，，，，，，，自由π-电子在石墨烯薄膜上下形成磷七度电倾轧的π-轨道，，，，，，，，阻断了芳环内的间隙，，，，，，，，避免溶液中的侵蚀性阴离子穿过涂层抵达钛合金基体。。。。。。。。别的，，，，，，，，碳的范德华半径（0.11nm）和石墨烯六方排列的C-C键长度（0.142nm）仅爆发0.064nm的孔径，，，，，，，，这限制了电解质溶液渗透到钛合金基体外貌。。。。。。。。因此，，，，，，，，该涂层能恒久；；；；；；；；ゎ押辖鸾峁沟耐暾圆⑽纸系颓质此俾。。。。。。。。

Zhang等[75]通过离子镀手艺在TC4钛合金外貌沉积TiN和TiAlN涂层，，，，，，，，研究其在600℃NaCl溶液中的耐蚀性能。。。。。。。。效果批注，，，，，，，，无涂层的钛合金耐蚀性最差。。。。。。。。12μm厚度的TiAlN涂层耐蚀性优于相同厚度的TiN和4μm厚度的TiAlN涂层，，，，，，，，这是由于TiAlN涂层侵蚀产品除TiO₂和Na₂Al₂Ti6O₁₆钠盐产品膜外，，，，，，，，还包括具有；；；；；；；；ぷ饔玫腁l₂O₃，，，，，，，，有用阻隔了侵蚀介质与钛合金基体接触。。。。。。。。

Liu等[76]接纳激光熔覆法在TC4钛合金外貌沉积了TiMoNbX（X=Cr、Ta、Zr）难熔高熵合金（RHEA）涂层，，，，，，，，并研究了这些涂层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性。。。。。。。。研究效果批注TiMoNbCr、TiMoNbTa和TiMoNbZr三种涂层的自侵蚀电位划分为-0.230、-0.248以及-0.277V，，，，，，，，均高于TC4的自侵蚀电位（-0.397V）。。。。。。。。涂层划分形成的Cr₂O₃、TaO和ZrO₂钝化膜有用避免侵蚀爆发并减缓侵蚀速率，，，，，，，，使RHEA涂层具有较低的侵蚀敏感性。。。。。。。。

3.3热处置惩罚工艺

热处置惩罚工艺是提高钛合金耐蚀性并延伸使用寿命的常用要领之一。。。。。。。。Peng等[77]研究了高Cu含量Ti-6Al-4V-xCu（x=4.5%、6%、7.5%（质量分数））合金的差别退火温度（720、740、760℃）在0.9%NaCl溶液中的耐蚀性。。。。。。。。效果批注，，，，，，，，Ti-6Al-4V-4.5Cu-720℃合金体现出最佳耐蚀性，，，，，，，，具有最高的自侵蚀电位Ecorr（-0.358V）和最低的自侵蚀电流密度Icorr（3.33×10^-8A/cm²）。。。。。。。。而Ti-6Al-4V-7.5Cu-760℃的耐蚀性最差，，，，，，，，Ecorr最低（-0.410V），，，，，，，，Icorr最高（1.44×10^-7A/cm²）。。。。。。。。别的，，，，，，，，随着退火温度的升高，，，，，，，，α相和Ti2Cu相体积分数镌汰，，，，，，，，β相体积分数增添，，，，，，，，可能会加速三相之间的电偶侵蚀。。。。。。。。

Sherif等[78]研究退火温度对热锻Ti-54M合金在2MHCl溶液中的侵蚀情形，，，，，，，，发明800℃退火处置惩罚的Ti-54M合金外貌虽有点蚀征象，，，，，，，，但耐蚀性能优于未经退火处置惩罚的合金。。。。。。。。而在940℃退火后，，，，，，，，Ti-54M合金的耐蚀性显著提高。。。。。。。。

Su等[79]发明Ti80钛合金在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性随退火温度（850~1000℃）的升高而提高，，，，，，，，形成磷七度致密和稳固的氧化膜。。。。。。。。这是由于退火温度的提高导致β相体积分数增添、α相体积分数减小，，，，，，，，且β相中含有较高的Nb、Zr、Mo，，，，，，，，提高了耐侵蚀性能。。。。。。。。别的，，，，，，，，α相体积分数的减小减轻了元素的偏析，，，，，，，，进一步抑制了α相与β相之间的微电偶侵蚀效应。。。。。。。。

??mez等[80]通过测试了TC4钛合金划分在960℃与1050℃固溶处置惩罚1h并水淬后的耐蚀性。。。。。。。。发明原始态、960℃与1050℃固溶淬火的钛合金侵蚀速率划分为1.85×10^-3、0.66×10^-3和0.46×10^-3mm/a。。。。。。。。热处置惩罚后的钛合金侵蚀速率降低了3~4倍。。。。。。。。原始态侵蚀速率较高，，，，，，，，这可能是由于合金元素（尤其是V）在α相与β相中含量差别较大，，，，，，，，形成了电偶侵蚀。。。。。。。。而固溶淬火阻碍了V的扩散，，，，，，，，使两相中的V元素漫衍更匀称，，，，，，，，从而抑制电偶侵蚀的爆发。。。。。。。。以上研究效果批注，，，，，，，，热处置惩罚工艺通过优化温度和相组成，，，，，，，，提高了钛合金在差别侵蚀情形下的耐蚀性，，，，，，，，显著延伸了其使用寿命。。。。。。。。

4、结论与展望

随着现代工业对高性能、轻量化、耐侵蚀质料需求增添，，，，，，，，钛合金具有普遍的应用远景。。。。。。。。只管现在钛合金在大大都应用情形中具有优异的耐侵蚀性和结构可靠性，，，，，，，，然而，，，，，，，，在强还原性酸、富卤族阴离子及高温缺氧情形中钛合金的部侵蚀问题仍亟待解决。。。。。。。。因此，，，，，，，，未来的研究应着重在以下几个方面：

（1）钛合金在强还原性酸、富卤族阴离子及高温缺氧情形中耐蚀性能较差，，，，，，，，易泛起点蚀征象。。。。。。。。因此，，，，，，，，深入研究怎样提高钛合金在该工况条件下的耐蚀性能，，，，，，，，对增进钛合金的应用具有主要意义。。。。。。。。

（2）现在，，，，，，，，针对钛合金局部侵蚀的研究主要着重于中、高温情形。。。。。。。。我国东北地区、极地区域最低温度可达零下几十度，，，，，，，，钛合金在低温、强侵蚀性情形下所面临的问题鲜有报道。。。。。。。。进一步深入研究钛合金在低温、强侵蚀性情形下的局部侵蚀行为对开发在极端天气及特殊应用情形下应用的高性能钛合金尤为主要。。。。。。。。

（3）钛合金外貌改性时涂层的恒久稳固性是最主要的性能之一。。。。。。。。但现在的研究大多建设在模拟情形下，，，，，，，，实验时间通常在10~100h之间，，，，，，，，对钛合金是现实服役性能参考有限。。。。。。。。因此，，，，，，，，有须要研究质料在真真相形下的恒久侵蚀情形，，，，，，，，从而为钛合金构件的恒久服役清静性评价及展望使用寿命提供有价值的依据。。。。。。。。

（4）关于在强侵蚀情形下应用的钛合金，，，，，，，，未来的研究还应致力于开发新型防护涂层质料、新型缓蚀剂以及新的外貌改性手艺，，，，，，，，以提高钛合金防护的效率。。。。。。。。别的，，，，，，，，团结先进探伤手艺，，，，，，，，开发出针对局部侵蚀区域的涂层修复手艺，，，，，，，，优化检测及修复计划，，，，，，，，提高钛合金构件的清静服役性能和使用寿命。。。。。。。。

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