Ti-6Al-4V合金及其表面CrN/Cr涂层热腐蚀行为研究

作     者：栗荣枝 邓尕平 程从前 蒲吉斌 曹铁山 赵杰 

作者机构：大连理工大学材料科学与工程学院 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(52325503 U21A200955) 浙江省‘尖兵’‘领雁’研发攻关计划(2022C01017) 

主　　题：钛合金 CrN涂层 CrN/Cr涂层 NaCl 热腐蚀 扩散 

摘      要：目的 改善海洋环境下钛合金的耐腐蚀性能。方法 通过多弧离子镀技术在钛合金表面沉积CrN单层及CrN/Cr多层涂层。分析热腐蚀前后样品的表面形貌、截面形貌及腐蚀前后物相组成，探究NaCl诱导下钛合金及表面涂层的高温腐蚀损伤行为。结果 钛合金样品增重曲线呈先增加后降低（表面腐蚀层严重剥落所致）的趋势，腐蚀优先发生在β相及α/β相界处。相比之下，涂层样品的腐蚀增重较低。CrN/Cr涂层腐蚀期间出现剥落现象，且涂层表面形成了厚度约为2～3 μm的氧化层。经分析发现，表面氧化层的形成与涂层内部Cr元素向上扩散有关，并非完全是涂层表面的直接氧化。结论 涂层的应用改善了钛合金的力学性能和耐腐蚀性能。CrN/Cr涂层剥落与Cr元素在高温腐蚀环境下的热稳定性和化学稳定性较差有关。Cr元素的表面扩散现象破坏了涂层内部结构的完整性，成为加速涂层失效的重要原因之一。