[发明专利]一种快速评价钛合金缝隙腐蚀的测试装置和方法

权利要求书

1.一种快速评价钛合金缝隙腐蚀的测试装置，其特征在于：该装置包括用于缝隙腐蚀测试的测试样品、电解池和电化学测试仪，其中：所述测试样品包括由上至下依次叠放的钛合金试片、垫片和底板，通过螺栓和螺母将所述钛合金试片、垫片和底板固定在一起；所述垫片、底板、螺栓和螺母均为聚四氟乙烯材质；所述测试样品放置于所述电解池中，电解池内盛装腐蚀介质；采用电化学测试仪监测发生缝隙腐蚀时的电流和电位。

2.根据权利要求1所述的快速评价钛合金缝隙腐蚀的测试装置，其特征在于：所述测试样品中，钛合金试片和底板均为方形板状结构，所述垫片为“工”字形结构；所述钛合金试片、底板和垫片的四角及中心位置均开设φ4-8mm通孔，螺栓穿过钛合金试片、垫片和底板上的通孔，并与螺母连接，起到紧固测试样品的作用。

3.根据权利要求2所述的快速评价钛合金缝隙腐蚀的测试装置，其特征在于：可通过改变所述垫片的厚度，起到调节缝隙宽度的目的，垫片的厚度在0.05mm-0.1mm之间，可以根据要求放置几层垫片，进行缝隙宽度调控。

4.根据权利要求2所述的快速评价钛合金缝隙腐蚀的测试装置，其特征在于：所述垫片的“工”字三条边长与钛合金试片相同，“工”字三条边的宽度大于穿过螺栓的通孔直径；所述垫片的凹槽部位与所述待测钛合金试片、底板构成缝隙。

5.根据权利要求2所述的快速评价钛合金缝隙腐蚀的测试装置，其特征在于：所述测试样品中的钛合金试片和底板的边长40-100mm，厚度1-5mm，钛合金试片和底板的边长要相同，厚度可不同。

6.根据权利要求1所述的快速评价钛合金缝隙腐蚀的测试装置，其特征在于：所述电化学测试仪需要具备零电阻电流(ZRA)测试功能，用于监测钛合金发生缝隙腐蚀的电流和电位，所述电化学测试仪为恒电位仪、电偶腐蚀测试仪或零电阻电流计等。

7.根据权利要求6所述的快速评价钛合金缝隙腐蚀的测试装置，其特征在于：所述电化学测试仪的工作电极端与所述测试样品的待测钛合金试片连接，辅助电极为铂片或石墨片等，辅助电极尺寸要大于或等于所述测试样品中的钛合金试片，参比电极为饱和甘汞电极或银/氯化银电极。

8.一种利用权利要求1-7任一所述测量装置进行的快速评价钛合金缝隙腐蚀的方法，其特征在于：该方法是利用所述测试装置进行，通过控制介质条件快速诱发钛合金缝隙腐蚀并进行电化学测试；所述介质条件包括腐蚀介质组成及测试温度；该方法具体包括如下步骤：

(1)使用钛丝一端缠绕在所述测试样品中一个螺栓未制螺纹处，确保钛丝与待测钛合金试片表面接触紧密，钛丝的另一端在测试前与电化学测试仪连接；

(2)腐蚀介质盛装在烧杯中，通过恒温水浴槽对腐蚀介质进行加热，提高测试温度；

(3)将所述测试样品、辅助电极及参比电极浸泡在腐蚀介质中，确保钛合金试片水平放置，三个电极与电化学测试仪对应的电极相连，检查各个线路都已经连通后，进行缝隙腐蚀电流和电位的测量；

(4)在实验测试结束后，拆卸装置，取出待测钛合金试片，并对钛合金试片的宏观及微观腐蚀形貌进行观察，对电化学测试仪测量的缝隙腐蚀电流及电位数据进行处理，绘制缝隙腐蚀电流及电位随时间的变化曲线，探究缝隙腐蚀的萌生时间与条件。

9.根据权利要求8所述的快速评价钛合金缝隙腐蚀的方法，其特征在于：所述腐蚀介质是在3.5wt.％的NaCl溶液中添加易于诱发缝隙腐蚀的氟化物。

10.根据权利要求9所述的快速评价钛合金缝隙腐蚀的方法，其特征在于：所述易于诱发缝隙腐蚀的氟化物为氟化钠、氟化钾、氟化氢氨和氢氟酸中的一种或几种组合，腐蚀介质中氟离子浓度范围4-50mM；腐蚀测试温度范围40-90℃。