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不同温度下钛合金在盐水环境中的腐蚀行为及其动力学分析
不同温度下钛合金在盐水环境中的腐蚀行为及其动力学分析随着工业的发展和科技的进步，钛合金作为一种重要的材料，在航空、航天、汽车等领域中得到了广泛应用。
然而，在一些特定的工作环境中，如盐水环境中，钛合金容易发生腐蚀现象，从而影响其使用寿命和性能。
因此，研究不同温度下钛合金在盐水环境中的腐蚀行为及其动力学分析，对于改善钛合金的抗腐蚀性能具有重要意义。
一、引言钛合金在工程领域中具有许多优异的性能，如高强度、低密度和良好的耐腐蚀性能等。
然而，盐水环境中的腐蚀对钛合金的性能和寿命产生了一定的影响。
因此，研究钛合金在盐水环境中的腐蚀行为及其动力学，具有重要的理论和实际意义。
二、不同温度下钛合金的腐蚀行为1. 低温下的腐蚀行为在低温下，盐水中的阳离子会与钛合金表面的氧化物反应，形成一层薄而致密的氧化物膜，从而阻止进一步的腐蚀。
同时，低温下盐水中氧气的溶解度较高，能够提供更多氧气供氧化反应，从而进一步增强氧化膜的防护能力。
2. 高温下的腐蚀行为在高温下，钛合金表面的氧化膜会失去致密性，导致氧化物与金属之间的界面扩散加剧，从而加速了钛合金的腐蚀速率。
同时，高温下也会导致盐水中氧气溶解度的降低，使得氧化反应变得不够充分，进一步削弱了钛合金的防护能力。
三、钛合金在盐水环境中腐蚀动力学分析1. 腐蚀速率的测量腐蚀速率是评价钛合金抗腐蚀性能的重要指标之一。
常用的测量方法包括重量损失法、电化学方法等。
通过在不同温度下对钛合金的腐蚀速率进行测量，可以得到不同温度下钛合金的腐蚀动力学参数，如腐蚀速率常数和活化能等。
2. 动力学模型的建立根据腐蚀速率与温度之间的关系，可以建立钛合金在盐水环境中腐蚀动力学模型。
常用的模型有Arrhenius模型、Scharifker-Hills模型等。
通过拟合实验数据，可以得到钛合金在不同温度下的腐蚀速率常数和活化能等参数，从而用于预测和优化钛合金在盐水环境中的腐蚀行为。
四、腐蚀行为的影响因素分析1. 温度的影响温度是影响钛合金在盐水环境中腐蚀行为的重要因素之一。
钛合金材料表面处理及耐腐蚀性能研究
钛合金材料表面处理及耐腐蚀性能研究钛合金是一种广泛应用于航空、航天、汽车等领域的重要材料，具有优异的机械性能和耐腐蚀性能。
然而，在实际使用中，钛合金材料的表面容易受到外界环境的侵蚀，降低了其使用寿命和性能稳定性。
因此，钛合金材料的表面处理和提高其耐腐蚀性能成为了研究的热点之一。
钛合金表面处理的目的是通过改变其表面性质和结构，提高其抗腐蚀、耐磨损等性能。
常见的表面处理方法包括阳极氧化、电化学沉积、陶瓷喷涂、镀层等。
阳极氧化是一种常用且有效的表面处理方法，通过在钛合金表面形成致密的氧化层，改变了表面的化学性质和物理结构，从而提高其耐腐蚀性能。
事实上，表面处理不仅能改善钛合金的耐腐蚀性能，还能增加其机械强度和抗磨损性。
例如，在航空发动机等高温高压的工作环境下，钛合金往往需要承受严酷的加载和腐蚀，表面处理可以在一定程度上提高钛合金材料的稳定性和寿命。
除了表面处理，钛合金材料的腐蚀性能也与其化学成分和晶体结构密切相关。
通过调整钛合金中的合金元素含量和添加稀土元素等方法，可以改变钛合金材料的晶界结构和晶粒尺寸，降低局部电位差，从而提高其耐腐蚀性能。
同时，钛合金的表面形貌对其腐蚀性能也有一定影响。
例如，通过表面粗化处理可以形成更大有效的表面积，提高钛合金与环境介质之间的接触面，进而增强其耐腐蚀性能。
研究钛合金材料的耐腐蚀性能不仅仅局限于材料的表面处理，还需要考虑其在不同环境条件下的长期使用性能。
例如，在海洋环境中，钛合金材料容易受到海水中氯离子和海洋生物等因素的侵蚀，引起钛合金的腐蚀破坏。
因此，钛合金的耐蚀性研究需要考虑到不同环境因素的综合影响，以制定出相应的表面处理方案和腐蚀预防措施。
值得注意的是，提高钛合金材料的耐腐蚀性能不仅仅依靠表面处理，还需综合考虑其它因素，如材料的制备工艺、合金元素含量等。
因此，将来的研究需要从材料制备、表面处理、晶体结构等多个角度综合分析钛合金材料的腐蚀性能，促进其在各个领域的应用。
钛及钛合金的热处理及耐蚀性表面处理
钛及钛合金的热处理及耐蚀性表面处理1 有关热处理的标准与热处理炉钛及钛合金的热处理条件虽然在JIS或ASTM中都没有标准化，但在美国军用标准（MIL —H81200）中有详细的规定，下表列出了根据该标准整理的纯钛和钛合金的热处理温度、*ELI表示氧、氮等间隙元素特别低的材料在MIL标准中还规定了热处理炉的炉膛温度分布均匀性，要求退火或固溶处理时不超过±14℃，时效处理时不超过±8.3℃，针对这些要求希望采用具有（1）可控硅控制的电源；（2）升温、保温、冷却的程序控制机构；（3）用风扇搅拌炉内空气等功能的电炉。
在使用燃烧炉的时候，必须注意（1）为了防止吸氢，保持微氧化性气氛；（2）被处理材料装入马弗缸内，不要直接接触火焰。
2 退火一般地说，金属的退火是使其内部应变消除、加工组织产生恢复与再结晶的热处理。
钛及钛合金的热处理是为了组织稳定化、稳定制品尺寸、提高可切削性以及改善力学性能而实施的。
α合金的退火是在α相区加热，使平衡状态的α相充分地恢复与再结晶，然后再冷却到室温。
冷却速度引起的组织变化很小，快冷或缓冷均可。
α—β合金的退火是在两项区进行。
β合金则是在高于β相变点的温度下退火处理。
Ti-6Al-4V是采取在两相区加热后空冷进行退火的，以便在常温下得到稳定的β相和α相混合组织。
MIL标准规定的退火工艺为690～871℃下加热并保温，然后空冷。
β合金的退火与固溶处理相同。
3 固溶处理所谓固溶处理，就是使所有合金元素溶入基体相中形成均匀的固溶体后快冷到室温，将高温下的组织状态保持下来，获得过饱和固溶体的热处理操作。
由于过饱和固溶体是不稳定的，若在某一温度下重新加热，溶入的元素或者以化合物形态析出或者形成平衡的稳定相，从而达到稳定的状态。
α—β合金的固溶处理是在β相变点以下的两相区加热，类似于铁素体＋奥氏体两相不锈钢的固溶处理。
加热到固溶温度后溶入该温度下处于平衡状态的α和β相中的合金元素是不同的，各自的成分也完全不同于合金的平均组成。
纯钛不同温度热氧化处理组织与耐蚀性研究
纯钛不同温度热氧化处理组织与耐蚀性研究 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998学号：05430205江苏工业学院毕业论文（2009届）题目纯钛不同温度热氧化处理组织与耐蚀性研究学生倪静学院材料科学与工程学院专业班级金材052 校内指导教师胡静专业技术职务教授二○○九年六月纯钛不同温度热氧化处理组织与耐蚀性研究摘要：钛及钛合金由于其高的比强度、优异的耐腐蚀性和良好的生物相容性，广泛应用于航空航天、化工、航海、医疗器械、国防领域。
但钛及钛合金在一些介质中较差的耐腐蚀性限制了它的应用。
热氧化处理是一种简单、环保的工艺，可强化钛合金的表面，改善钛在一些介质中的耐腐蚀性能。
本研究选取了TA2为研究对象，将TA2置于箱式电阻炉中进行温度为500℃、600℃、650℃、700℃、750℃和850℃，时间为210min热氧化。
利用光学显微镜（OM）对不同温度热氧化试样表层和截面的组织分析；用扫描电子显微镜（SEM）对不同温度热氧化试样的表层和截面、腐蚀前后进行组织形貌进行分析；利用EDS 分析了微区成分和截面元素分布情况；采用X射线（XRD）对不同温度热氧化试样的表层进行物相分析；利用维氏硬度计对不同温度热氧化试样的表层进行显微硬度分析。
最后研究了TA2经不同温度热氧化后在36-38%的HCl和30%的H2O2中的耐腐蚀性。
研究结果表明，600℃以上热氧化在表面形成了TiO2氧化膜，整个氧化渗层由表层TiO2氧化膜和氧扩散层构成，热氧化温度越高，表面形成的TiO2氧化膜越厚，表面硬度越高。
热氧化后试样表面硬度随温度升高而提高；耐腐蚀性在一定温度范围内，随温度升高而提高，本研究中，210min、700℃生成的氧化膜的耐腐蚀性最好。
关键词：纯钛；热氧化；氧化层；显微硬度；耐腐蚀性The effect of thermal oxidation at different temperature on the microstructure and corrosion-resistance for CP-Ti Abstract: Titanium and its alloys have a wide range of applications in the fields of aerospace，chemical industry，marine，biomedical devices and defense because of their combination of properties in terms of high strength to weight ratio, exceptional resistance to corrosion and excellent biocompatibility.However, the poor tribological properties and undesirable corrosion-resistance in certain mediums of titanium alloys are still a limit for their use in some applications. Thermal oxidation (TO) treatment is an easy and environmental friendly technique that can be used to harden the surface of titanium alloys， and hence improve the poor tribological properties of these materials.TA2 samples were subjected to TO treatment at 500℃、600℃、650℃、700℃、750℃、850℃ for 210min. The effects of different TO temperature on microstructure、hardness、corrosion resistance in 36-38% HCl、30% H2O2 of TA2 were systematically studied. OM， SEM&EDS， XRD etc were employed for the microstructure, morphology and phases analysis; The hardness was measured by Vickerhardness tester. As reference, all the tests above were carried out on untreated TA2 as both counterparts.The results showed that the hardness of TA2 surface increases accompanied by significant improvement in wear resistance. The higher the TO temperature is，the thicker the oxidized film is. The oxidized film consists of titanium dioxide layer and oxygen diffusion zone beneath it. The best corrosion resistance was obtained after 210min700℃TO treatment.Key words: CP-Ti；Thermal oxidation；Oxidation layer；Micro-hardness；Corrosion-resistance目录1绪论钛的基本性质钛的矿物在自然界中分布很广，钛在地壳中的含量约为%，在金属中仅次于铝、铁和镁。
工业纯钛的热氧化研究
p' O2
• 当pO2
p' O2
• 当 pO2
p' O2
G 时, G 时， G 时，
<0，反应向生成 方向进行； =0，反应处于平衡状态；
>0，反应向 分解方向进行。
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金属热氧化动力学规律
• 不同的金属或同一金属在不同温度下，其遵循的氧化规律 不同。氧化规律是将氧化增重或氧化膜厚度随时间的变化 用数学式表达的一种形式。而氧化速度则是单位时间内氧 化增重或氧化膜厚度的变化。总结众多的金属和合金的氧 化规律，发现他们基本地可以分为如下5 类：
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钛的应用
消费品及建材领域 （钛金属被用于汽车，尤其是赛车（汽车或
摩托），在这领域减低重量，但同时不失强度及刚度是极其重要的。一般来 说，钛金属对普罗大众的消费市场来说太昂贵了，很难会有销路，所以它的 主要市场是高档产品，尤其是竞赛用／高性能市场。）
医学领域（由于它的生物相容性（无毒及不被人体排斥），钛在医学上有
金属氧化形成氧化膜示意图
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四、钛的氧化
• 钛的氧化时很复杂的，钛的氧化动力学规律随温度和时间而变化，在大约 105Pa 下的氧化行为总结如图所示。但是，钛氧化的动力学规律还会受到金 属的纯度、预处理、表面制备等得影响。
钛的氧化动力学规律随温度和时间的变化
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钛的氧化
800℃ 1.98275 1.82250 1.98020 2.05610 1.75822 1.67288 1.79688
氧化后样品重量
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样品氧化增重曲线
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热处理对钛合金的高温强度和耐腐蚀性能的影响
热处理对钛合金的高温强度和耐腐蚀性能的影响钛合金作为一种优异的结构材料，具备高强度、轻量化以及耐腐蚀性好的特点，广泛应用于航空航天、化工、医疗等领域。
而热处理作为一种常见的表面改性方式，可以对钛合金的组织和性能进行调控，进而改善其高温强度和耐腐蚀性能。
本文将探讨热处理对钛合金的影响，并通过实验结果和理论分析进行验证。
一、钛合金的高温强度钛合金在高温下具有良好的力学性能，而热处理可以进一步提高其高温强度。
常见的热处理方法包括时效处理、固溶处理和淬火处理等。
其中，时效处理是通过控制合金在高温下的持续时间和冷却速度，使合金中的固溶相析出，形成细小的弥散相，从而提高合金的高温强度。
固溶处理则是将合金加热至固溶温度，然后迅速冷却，在此过程中合金的晶体结构发生变化，从而提高高温强度。
而淬火处理是将合金加热至高温，然后通过迅速冷却使其产生大量的位错和相变，提高合金的高温强度。
通过这些热处理方法，在合适的工艺参数下可以显著提高钛合金的高温强度。
二、热处理对钛合金耐腐蚀性能的影响钛合金具有优异的耐腐蚀性能，但在某些极端环境下，如高温、高腐蚀介质等条件下，仍会发生腐蚀。
而热处理可以改善钛合金的耐腐蚀性能，主要通过晶界的改性、内应力的释放和形成致密的氧化膜等方式实现。
首先，热处理可以使钛合金中晶界的分布更加均匀，晶界附近的元素成分更加稳定，从而减少了晶界的腐蚀倾向。
其次，热处理还可以释放钛合金中的内应力，使晶体结构更加稳定，减少了腐蚀产物的析出，进而提高了钛合金的耐腐蚀性能。
最后，通过合适的热处理工艺，可以在钛合金表面形成致密的氧化膜，这种氧化膜具有良好的耐腐蚀性能，可以阻挡腐蚀介质的侵蚀，提高钛合金的耐腐蚀性能。
实验结果表明，在合适的工艺参数下，热处理能够显著提高钛合金的高温强度和耐腐蚀性能。
通过对不同热处理工艺的比较，可以选择出最适合具体应用场景的热处理方法，以达到最佳的材料性能。
综上所述，热处理对钛合金的高温强度和耐腐蚀性能有着显著影响。
钛合金零件表面处理的耐蚀性能研究
钛合金零件表面处理的耐蚀性能研究随着工业技术的不断发展，钛合金已经成为了重要的工程材料之一。
其高强度、耐腐蚀、耐高温等特性，被广泛应用于航空航天、汽车制造、医疗设备等领域。
然而，作为金属材料，在使用过程中仍存在着腐蚀的问题。
因此，对钛合金表面进行耐蚀处理，已成为提高其使用寿命的关键工艺之一。
一、钛合金表面腐蚀的特点钛合金表面腐蚀主要表现为晶间腐蚀、点蚀腐蚀和氢脆等现象。
晶间腐蚀是指在钛合金的晶界处发生腐蚀，导致材料的断裂。
点蚀腐蚀是指在表面出现成千上万的微小腐蚀孔，降低了材料的强度和耐久性。
氢脆则是在钛合金中吸收过多的氢气，导致材料变脆易碎。
二、表面处理对钛合金耐腐蚀性的影响1. 阳极氧化处理阳极氧化处理是目前使用比较广泛的一种表面处理方法。
该方法通过在钛合金表面形成一层氧化膜，形成一种致密的表面保护层，使钛合金具有良好的耐腐蚀性能。
研究表明，通过阳极氧化处理后的钛合金表面，能够形成一层致密的氧化膜，显著改善了材料的耐蚀能力。
2. 化学镀膜处理化学镀膜处理是利用化学反应在钛合金表面镀上一层金属或合金层，以提高其耐腐蚀性能。
研究发现，采用化学镀膜方法可以在钛合金表面生成一层金属或合金保护层，显著提高了材料的耐腐蚀性能。
3. 离子渗氮处理离子渗氮处理是一种将氮元素浸入钛合金表面的方法，以形成一层氮化层，提高钛合金表面硬度和耐蚀性能。
研究发现，通过离子渗氮处理后的钛合金表面，能够形成一层坚硬的氮化层，显著提高了材料的耐蚀性能。
三、表面处理的寿命和成本问题虽然钛合金表面处理可以显著提高材料的耐腐蚀性能，但是不同的处理方法使用寿命和成本也不尽相同。
在实际工程应用中，需要根据材料使用环境、使用寿命和成本等因素来选择合适的表面处理工艺，以达到经济、实用和耐用的目标。
综上所述，钛合金表面耐蚀性能的提高对于钛合金应用于航空航天、汽车制造、医疗设备等领域具有至关重要的意义。
各种不同的表面处理方法对钛合金的耐腐蚀性能均有一定效果，但在使用过程中需要考虑到成本和使用寿命等因素，选择合适的表面处理工艺。
锻后热处理温度对 TA10钛合金组织及性能的影响
锻后热处理温度对 TA10钛合金组织及性能的影响摘要：本文研究了锻后热处理温度对TA10钛合金组织及性能的影响。
研究结果表明：随着热处理温度的升高，TA10钛合金的晶粒逐渐变粗，晶界清晰度逐渐降低，硬度和强度逐渐降低，塑性逐渐增加。
最佳的热处理温度范围为600℃~700℃，此时TA10钛合金的晶粒尺寸适中，晶界清晰度较高，硬度和强度较高，塑性较好。
关键词：TA10钛合金；锻后热处理；温度；组织；性能正文：TA10钛合金是一种重要的结构材料，具有较高的强度、硬度、延展性和耐腐蚀性能，被广泛应用于航空、航天、化工等领域。
锻造是TA10钛合金制备过程中的重要工艺之一，可以有效提高其强度和塑性。
但锻造后的TA10钛合金晶粒较大，晶界不清晰，需要热处理来优化其组织结构和性能。
本文对TA10钛合金进行了锻后热处理实验，研究了不同温度下的组织结构和性能的变化。
实验中，TA10钛合金经过锻造后，分别在500℃、600℃、700℃、800℃、900℃的温度下进行了1小时的热处理。
热处理后，采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机等仪器测试了TA10钛合金的晶粒尺寸、晶界清晰度、硬度、强度和延展性等性能指标。
实验结果表明，随着热处理温度的升高，TA10钛合金的晶粒逐渐变粗，晶界清晰度逐渐降低。
当热处理温度超过700℃时，TA10钛合金的硬度和强度逐渐降低，但其塑性逐渐增加。
最佳的热处理温度范围为600℃~700℃，此时TA10钛合金的晶粒尺寸适中，晶界清晰度较高，硬度和强度较高，塑性较好。
此外，随着热处理温度的升高，TA10钛合金的组织结构中出现了致密的α相，这也是其硬度和强度降低的原因之一。
综上所述，本文研究了锻后热处理温度对TA10钛合金组织及性能的影响。
实验结果表明，热处理温度对TA10钛合金的晶粒尺寸、晶界清晰度、硬度、强度和塑性等性能指标有明显的影响，最佳的热处理温度范围为600℃~700℃。
这些研究结果为TA10钛合金的制备和应用提供了重要的参考价值。
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学号：05430205江苏工业学院毕业论文（2009届）题目纯钛不同温度热氧化处理组织与耐蚀性研究学生倪静学院材料科学与工程学院专业班级金材052 校内指导教师胡静专业技术职务教授二○○九年六月纯钛不同温度热氧化处理组织与耐蚀性研究摘要：钛及钛合金由于其高的比强度、优异的耐腐蚀性和良好的生物相容性，广泛应用于航空航天、化工、航海、医疗器械、国防领域。
但钛及钛合金在一些介质中较差的耐腐蚀性限制了它的应用。
热氧化处理是一种简单、环保的工艺，可强化钛合金的表面，改善钛在一些介质中的耐腐蚀性能。
本研究选取了TA2为研究对象，将TA2置于箱式电阻炉中进行温度为500℃、600℃、650℃、700℃、750℃和850℃，时间为210min热氧化。
利用光学显微镜（OM）对不同温度热氧化试样表层和截面的组织分析；用扫描电子显微镜（SEM）对不同温度热氧化试样的表层和截面、腐蚀前后进行组织形貌进行分析；利用EDS分析了微区成分和截面元素分布情况；采用X射线（XRD）对不同温度热氧化试样的表层进行物相分析；利用维氏硬度计对不同温度热氧化试样的表层进行显微硬度分析。
最后研究了TA2经不同温度热氧化后在36-38%的HCl和30%的H2O2中的耐腐蚀性。
研究结果表明，600℃以上热氧化在表面形成了TiO2氧化膜，整个氧化渗层由表层TiO2氧化膜和氧扩散层构成，热氧化温度越高，表面形成的TiO2氧化膜越厚，表面硬度越高。
热氧化后试样表面硬度随温度升高而提高；耐腐蚀性在一定温度范围内，随温度升高而提高，本研究中，210min、700℃生成的氧化膜的耐腐蚀性最好。
关键词：纯钛；热氧化；氧化层；显微硬度；耐腐蚀性The effect of thermal oxidation at different temperature on the microstructure and corrosion-resistance for CP-Ti Abstract:Titanium and its alloys have a wide range of applications in the fields of aerospace，chemical industry，marine，biomedical devices and defense because of their combination of properties in terms of high strength to weight ratio, exceptional resistance to corrosion and excellent biocompatibility.However, the poor tribological properties and undesirable corrosion-resistance in certain mediums of titanium alloys are still a limit for their use in some applications. Thermal oxidation (TO) treatment is an easy and environmental friendly technique that can be used to harden the surface of titanium alloys，and hence improve the poor tribological properties of these materials.TA2 samples were subjected to TO treatment at 500℃、600℃、650℃、700℃、750℃、850℃for 210min. The effects of different TO temperature on microstructure、hardness、corrosion resistance in 36-38% HCl、30% H2O2 of TA2 were systematically studied. OM，SEM&EDS，XRD etc were employed for the microstructure, morphology and phases analysis; The hardness was measured by Vickerhardness tester. As reference, all the tests above were carried out on untreated TA2 as both counterparts.The results showed that the hardness of TA2 surface increases accompanied by significant improvement in wear resistance. The higher the TO temperature is，the thicker the oxidized film is. The oxidized film consists of titanium dioxide layer and oxygen diffusion zone beneath it. The best corrosion resistance was obtained after 210min700℃ TO treatment.Key words: CP-Ti；Thermal oxidation；Oxidation layer；Micro-hardness；Corrosion-resistance目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)1绪论 (1)1.1钛的基本性质 (1)1.1.1 物理性质 (1)1.1.2 力学性能 (2)1.1.3 化学性能 (2)1.1.3.1 与氧的作用 (3)1.1.3.2 与氮的作用 (3)1.1.3.3 钛的耐腐介质的性能 (3)1.2钛的组织与结构特征 (4)1.3钛合金分类 (4)1.3.1 α﹣钛合金 (4)1.3.2 α+β合金 (5)1.3.3 β﹣钛合金和近β钛合金（lean β type alloy） (5)1.4工业纯钛简介 (5)1.5钛及钛合金的应用 (6)1.6钛及钛合金的缺陷 (7)1.7钛合金氧化处理的研究进展 (7)1.7.1 热氧化处理 (7)1.7.2 微弧氧化 (8)1.7.3 渗氧强化 (8)1.7.4 阳极氧化 (9)1.8课题研究的目的、内容 (9)1.8.1 课题研究的目的 (9)1.8.2 课题研究的内容 (9)2实验过程 (10)2.1试验方案 (10)2.2实验材料 (10)2.3实验方法 (10)2.3.1 制备试样与预处理 (10)2.3.2 TA2样品热氧化和氧化动力学分析 (11)2.3.2.1 TA2样品热氧化 (11)2.3.2.2 氧化动力学分析 (11)2.3.2.3 金属氧化的基础 (11)2.3.2.4 金属的氧化速度的表示方法 (12)2.3.3 金相试样的制备 (12)2.3.4 扫描电子显微镜（SEM）观察、EDS观察 (13)2.3.5 X射线衍射分析 (13)2.4性能测试 (13)2.4.1 显微硬度测量分析 (13)2.4.2 耐腐蚀性能测试 (14)3 结果和讨论 (15)3.1热氧化实验结果与分析 (15)3.2原始样与热氧化试样的金相及扫描电子显微（SEM&EDS）观察 (16)3.2.1 原始样与热氧化试样的金相 (16)3.2.2 热氧化试样截面的SEM分析 (18)3.2.3 热氧化试样截面的EDS分析 (19)3.3X射线衍射分析 (21)3.4显微硬度测试分析 (22)3.5腐蚀性能分析 (23)3.5.1 金属腐蚀速度的表示法 (23)3.5.2 钛在盐酸中的腐蚀 (23)3.5.3 钛在H2O2中的腐蚀 (25)4结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)1绪论1.1 钛的基本性质钛的矿物在自然界中分布很广，钛在地壳中的含量约为0.64%，在金属中仅次于铝、铁和镁。
处于分散状态，主要形成矿物钛铁矿Fe-TiO3、金红石TiO2及钒钛铁矿等，约占地壳重的0.6%，在金属世界里排行第7，含钛的矿物多达70多种，在海水中含量是1μg/L，在海底结核中也含有大量的钛。
含TiO2的钛矿石，见表1-1，金红石结构见图1-1[1]。
表1-1 含TiO2的钛矿石矿石名称化学成分w(TiO2)% 晶体形状金红石TiO2100-95正方晶板钛矿石TiO2100-95斜方晶锐钛矿石TiO2100-95正方晶金红石（TiO2）晶体结构如图1-1所示，金属离子处于由TiO6组成的八面体的空隙空洞中，在边和棱角处每个氧原子属于三个近邻八面体所共有氧的配位数3，当它的八面体稍微变形，它们彼此间位置和形状改变，有沟道平行于c轴，它们成为原子或间隙离子已扩散的通道[2]。
图1-1 金红石TiO2晶体结构1.1.1 物理性质纯净的钛是银白色金属，具有银灰色光泽。
钛属难熔金属，原子金属序数为22，原子质量为47.90，位于周期表ⅣB族。
钛有两种同素异构体，α-Ti在882℃以下稳定，为密排六方晶格（hcp）结构，是一种银白色的金属[3]；β-Ti在882℃与熔点1678℃之间稳定存在，具有体心立方晶格(b cc)结构。
在882℃发生α←→β转变。
α-Ti的点阵常数（20℃）为a=0.3282nm，c=0.4 683nm，c/a=1.587；β-Ti的点阵常数为a=0.3282nm(20℃)或a=0.3306nm(900℃)。
钛的密度为4.51g/cm3，相当于钢的57%，属轻金属。
钛的熔点较高，导电性差，热导率和线膨胀系数均较低，钛的热导率只有铁的1/4，是铜的1/7。
钛无磁性，在很强的磁场下也不会磁化，用钛制造人造骨和关节植入人体内不会受雷雨天气的影响。
当温度低于0.49K时，钛呈现超导电性，经合金化后，超导温度可提高到9-10K[4]。
1.1.2 力学性能具有hcp的晶体其滑移方向一般为<1120>，而滑移面除{0001}之外还与其轴比（c/a）有关，当c/a<1.633时，则{0001}不再是唯一的原子密排面，滑移可发生于{1011}或{1010}等晶面[5]。
室温下纯钛的晶体结构为密排六方结构，其点阵长短轴比c/a<1.633，室温变形时主要以{1010}<1210>柱面滑移为主，并常诱发孪生；钛同时兼有钢（强度高）和铝（质地轻）的优点。