深海環(huán)境對(duì)激光選區(qū)熔融Ti6Al4V應(yīng)力腐蝕斷裂行為的影響

吳啟帆，趙陽(yáng)，齊文龍，張濤，王福會(huì)

（沈陽(yáng)材料科學(xué)國(guó)家研究中心 東北大學(xué)聯(lián)合研究分部，沈陽(yáng) 110819）

在國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中，資源勘探占據(jù)了十分重要的戰(zhàn)略地位，其中如石油、可燃冰等海洋資源受到國(guó)家的高度重視。深海環(huán)境的巨大靜水壓力、低溫、低氧等因素會(huì)使金屬材料發(fā)生不同程度的腐蝕和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂行為。其中，胡杰珍發(fā)現(xiàn)X70管線鋼在海洋溫躍層中會(huì)形成腐蝕電池結(jié)構(gòu)，發(fā)生較嚴(yán)重的腐蝕。孫海靜發(fā)現(xiàn)深海環(huán)境下，靜水壓力是影響海洋用結(jié)構(gòu)材料HSLA鋼腐蝕行為的主要因素，靜水壓力增大會(huì)增加Cl在鋼表面的吸附量，從而加速材料的腐蝕。因此，目前海洋工程急需各種大量的耐腐蝕金屬材料。

鈦合金由于具有高強(qiáng)度、高塑性、低密度、較好的耐腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、海洋工程、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。在深海環(huán)境中，鈦合金作為一種鈍化金屬，會(huì)在表面形成鈍化膜，但在外加應(yīng)力作用下，材料會(huì)發(fā)生持續(xù)塑性變形從而使表面鈍化膜破裂，導(dǎo)致材料發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。鈦合金的應(yīng)力腐蝕行為可以用氫脆理論解釋，即認(rèn)為水中的氫離子吸附到材料表面，吸收電子成為氫原子吸附在材料表面。一部分氫原子滲入金屬相內(nèi)部，另一部分氫原子形成氫氣向外逸出。深海環(huán)境會(huì)破壞鈦合金的表面鈍化膜，促進(jìn)氫的吸附，從而顯著影響材料的應(yīng)力腐蝕行為。海洋環(huán)境中靜水壓力的增大可能會(huì)影響氫的吸附滲入過(guò)程，從而影響材料的應(yīng)力腐蝕行為。……