钛合金紧固件的腐蚀性能分析

钛紧固件是一种量大面广的通用基础件,包括螺栓、螺钉、螺柱、螺母、自攻螺钉、木螺钉、垫圈、挡圈、销、铆钉、连接副和组合件及其他12大类,广泛用于通用机械、工程机械及国防工业等领域。钛紧固件的品质和可靠性对主机的工作性能和结构安全性起着重要作用,一些重要的连接,可能因为这种失效酿成重大事故。某些防蚀措施也会影响零件的性能，例如，常用的电镀紧固件可能出现氢脆；较厚的钛螺丝表面涂镀层将影响螺纹的旋合性，也有可能影响连接强度。

钛及钛合金具有高比强度、优良的耐腐蚀性、良好的耐高温性能等，在航空、航天、船舶、地面武器装备等国防工业中得到了广泛应用。钛合金紧固件连接件是飞机及地面武器装备上的典型结构件,其失效破坏包括紧固件自身的疲劳、连接板材紧固孔处的疲劳及腐蚀疲劳等。一般情况下钛及钛合金表面可生成一层致密的氧化膜,起到防腐蚀的作用,但是在恶劣的环境中或者氧化膜破裂以及发生缝隙腐蚀的情况下,钛合金的耐腐蚀性能将大大降低。

钛合金具有良好的抗腐蚀性,是海洋环境中常用的紧固件材料,本身不受天然水、海洋环境及80℃以下海水的腐蚀影响。钛具有良好的抗腐蚀性是因为其表面紧密附着了一层防护性氧化膜,膜一旦受损,在有氧的情况下,可瞬时自动修补。但实际使用中,当环境条件改变时(如温度的升高、某种介质浓度的增加及发生了与其他易腐蚀金属的接触等)，腐蚀就可能发生。在涂层下,由于涂层破裂或失效,可能会发生点蚀。对于表面有钝化膜的钛合金而言,在静止或低流速的海水中由于氧的供应不足,钛合金表面钝化膜的作用降低,这时点蚀也可能发生。钛紧固件对纯的非氧化酸(如盐酸、稀硫酸等)、氢氟酸、高温的稀磷酸和室温浓磷酸也不耐蚀。

钛合金紧固件同其他易钝化金属一样,易产生缝隙腐蚀、氢脆,只是缝隙腐蚀通常发生在高温含卤素离子的溶液中。钛合金紧固件与更惰性的金属结合在一起时,会受到电偶腐蚀,而影响较大的是牺牲阳极或阴极保护的吸氢引起的脆性晶间断裂腐蚀。