钛合金因具有优异的耐腐蚀性能和较高的比强度等特点， 被广泛应用于航空航天、 船舶和生物医疗等行业。 20 世纪90 年代， 国外就已经实现了钛合金管材在石油天然气行业的应用

。目前， 在日本、 美国和欧洲等国家和地区， 钛焊管在很多领域正在逐步取代钛无缝管和其他管材， 被广泛应用在石油能源工业、 冶金工业、 汽车工业等工程中

。 另外， 水资源缺乏已成为全世界最为关注和迫切需要解决的重要问题之一，在解决沿海地区淡水资源紧张的诸多方法中， 海水淡化是一种切实可行的有效方法， 而钛焊管是蒸馏海水淡化换热管的首选材料

。 由于钛焊管具有优异的耐腐蚀性， 可将其用于石油精炼的热交换器、 蒸馏塔、 反应器等， 会大幅度降低设备的维修维护成本， 提高设备的使用寿命， 因此钛焊管在石油化工行业的应用将成为必然的发展趋势

。 随着我国的经济飞速发展， 也迫切需要在石油天然气的开采中使用更耐腐蚀的管材， 因此近年来也努力尝试将钛焊管应用于石化行业。

我国对钛合金焊管在石油天然气方面的应用还处于初始阶段， 在研制和应用中还存在很多问题， 2015 年超深高含硫气井才首次使用钛合金油管

。 本研究以TB5 钛合金为研究对象， 分析研究了热处理对TB5 钛合金电化学腐蚀性能的影响， 通过试验得出更合理的热处理工艺， 为TB5 钛合金在石油天然气焊管中的应用提供一定的参考依据。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

从TB5 钛合金管材上截取试样， 其化学成分见表1。

1.2 试验方法

根据TB5 钛合金α-β 相转变温度区间（755～800 ℃）， 将TB5 钛合金试样分为7 组来分别做固溶和时效处理， 热处理的工艺参数见表2。

在职业的选择上，漂亮女人如蛾逐火地喜爱抛头露脸的行当。比如唱歌跳舞做演员，偏偏都是吃口青春饭的事，便是风光，其时也短，很难登峰造极，成为一方大家。当一般的人人到中年，正朝气勃勃，卓有成效地做着自己的事业的时候，漂亮女人却已经花事阑珊，走下坡路了，只好自怨自怜，哀叹红颜易老，青春难留。

图1 所示为3 组固溶数据和4 组时效数据的XRD 分析图， 可看出XRD 图谱由β 相和次生α 相组两种衍射峰组成， 固溶处理的3 组样品以及时效温度为400 ℃和450 ℃时试样XRD衍射峰中全是β 相， 晶面指数分别为 （110）、（200）、（211）， 无α 相衍射峰出现。 当时效温度为500 ℃时图谱中出现了明显的α 相衍射峰， 晶面指数分别为 （100）、（101）、（102）、（110）。 图2 所示为XRD 图谱的局部放大图，可以看到当时效温度达到550 ℃时， 晶面指数为 （100） 和 （101） 的次生α 相衍射峰强度较500 ℃时降低。 并且晶面指数为（102）和（110）的次生相基本完全溶解。 说明次生α 相含量随着时效温度的升高先增多， 到500 ℃时含量达到最多， 大于500 ℃后次生相的含量又开始减少。

2 试验结果与分析

2.1 XRD 分析

使用布鲁克D8 ADVANCE 系列衍射仪对7 组试样进行物相分析来获得TB5 钛合金的物相组成； 试样经过制样、 打磨、 抛光处理后使用徕卡DMi8 金相显微镜来观察各组TB5 钛合金试样的微观组织结构； 电化学试验采用的仪器是RST5000 系列电化学工作站， 试验过程中OCP、EIS、 Tafel 试验所用到的溶液均为质量分数3.5%的氯化钠溶液， 点蚀用到的溶液是5 mol/L 的盐酸溶液， 盐酸溶液的配置要使用市场上36%的工业盐酸与去离子水以体积比1∶2.4 进行配置， 最终获得不同热处理条件下试样耐腐蚀性能数据。

2.2 金相分析

图3 所示为固溶处理试样的金相照片， 可看出TB5 钛合金固溶处理后为单一的β 相组织，这与理论相吻合， 根据钛合金的相变点公式可以算出其相变点温度大约为755 ℃

， 为确保固溶温度在其相变点之上， 试验最低固溶温度取为800 ℃， 此时钛合金中的α 相完全转变成β 相。此外还可以看出， 随着固溶温度的升高， TB5 钛合金的晶粒尺寸越来越大， 800 ℃固溶时晶粒尺寸为86 μm， 950 ℃固溶时晶粒尺寸增大到了210 μm， 由此可见在TB5 钛合金相变点以上的固溶处理效果为改变晶粒尺寸， 且固溶温度越高晶粒尺寸越大。

图6 所示为7 组试样经过拟合后的阻抗谱Nyqust 图， 可以看出时效处理后的TB5 钛合金的圆弧曲率半径均比固溶处理的圆弧半径大， 代表着时效后的试样耐腐蚀性能更好。 从3 条固溶圆弧线来看， 耐腐蚀性能的强弱由大到小对应的固溶温度依次为800 ℃、 850 ℃和950 ℃， 这与Tafel 测试得到的结论一致。 图6中圆弧曲率半径最大的是500 ℃时效的试样， 呈现出的规律为随着时效温度的提高， 材料的耐腐蚀性能先增大后减小， 有一个峰值， 这与此前的Tafel 测试结果也符合。

图4 所示为时效处理后的各组金相照片，当固溶温度过高时会导致β 晶粒迅速长大， 晶界体积相应减少， 这样会使TB5 钛合金试样一些性能降低， 并且可能产生β 脆性相

。 为了保证试样良好的力学性能， 以便对其之后的耐腐蚀性能的研究， 选取800 ℃为固溶温度， 在此固溶温度基础上进行时效。 根据金相照片，400 ℃时效处理的组织仍为单一的β 相组织，这是由于时效温度较低， 析出次生α 相是一个很慢的过程， 组织反应速度慢， β 相还来不及析出次生α 相

； 当时效温度达到500 ℃时可以观察出晶粒组织中析出大量的α 相， 并且分布均匀， 几乎弥漫了全部的晶界； 继续提高时效温度， 当时效温度为550 ℃时， 次生相的含量比500 ℃时少了很多， 这是因为TB5 钛合金在时效过程中同时存在次生相的析出和溶解， 当时效温度过大时次生相的溶解速度将会大于其析出速度

， 在之前晶粒中存在的弥散的次生相将会重新溶解到β 相中。

表3 和图5 为Tafel 测试结果， 测试溶液为质量分数3.5%的NaCl 溶液。 可以看到固溶的3 组试样腐蚀电位和腐蚀电流密度有明显的趋势， 随着固溶温度的升高， 腐蚀电位越来越低， 腐蚀电流密度越来越高， 表明晶粒越小越耐腐蚀， 这是因为晶界面积越大， 晶界体积分数越高， 必然会提供更多的活性位点， 迅速形成保护钝化层

。通过对比4 组时效Tafel 数据与3 组固溶数据，可以发现时效后的试样腐蚀电位基本都有明显的提升， 另外腐蚀电流密度也有明显下降。 对比时效的4 组数据可以看出， 材料的耐腐蚀性随着时效温度的升高呈现出先升高后下降的趋势。 综合上述规律可以看出， TB5 钛合金经过时效后的耐腐蚀性优于固溶处理， 且耐腐蚀性强弱与次生相的多少有关， 次生相越多TB5 钛合金的耐腐蚀性能越好。

2.3 电化学测试分析

基于分数阶阻抗模型的磷酸铁锂电池荷电状态估计//孙国强,任佳琦,成乐祥,朱瑛,卫志农,臧海祥//(23):57

1.5 资料收集与质量控制 为了使统计结果更准确，由1名不参加本研究的心理技师，分别采用中文版共情疲劳量表、护士职业认同评定量表对两组护士进行评定。第1次评定在两组成员干预前1 d，收集两组成员基线资料的时候，第2次是在干预结束当天。两组成员都进行2次效果测评。由心理技师发放问卷，统一指导语，集中施测，现场发放及回收问卷，保证问卷填写真实有效。对有疑问的条目，施测者做不加暗示性解释，问卷由被测者独立完成。共发放106份问卷，收回有效问卷106份，有效回收率100%。

3 结 论

（1） 随着固溶温度的提高， TB5 钛合金的晶粒尺寸逐渐变大， 950 ℃固溶处理比800 ℃固溶的尺寸增大了约125 μm， TB5 钛合金的耐腐蚀性随晶粒尺寸的增大而降低。

（2） 由于次生α 相的析出， TB5 试样经过时效后的耐腐蚀性能要比经过固溶处理的显著提升， 样品耐腐蚀性能随时效温度的提高呈现先上升后下降的趋势。

在关税普遍存在和全球经济一体化的大背景下，尽管一些国家或地区的自由贸易园区依靠自身的特性发展形成了离岸金融服务等功能，但全球自由贸易园区的基本功能几乎都是“制造加工+转口贸易”。此外，便于被视为“在关境之外”，自由贸易园区通常选址于具有离岸地理优势的海港城市，形成了“一线放开，二线管住，区内自由”的海关监管特性。

（3） 耐电化学腐蚀性能最优的热处理工艺是800 ℃固溶+500 ℃时效、 保温1 h， 腐蚀速率为1.44×10

mm/a。

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