Effects of Surface Modification and Heat-Treatment Processes on High-Temperature Corrosion Behaviors of Titanium-Base Alloys

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Project title

Code/計畫編號

NSC95-2221-E019-005

Translated Name/計畫中文名

表面改質及熱處理對鈦合金高溫腐蝕行為之研究

Project Coordinator/計畫主持人

Wu Kai

Funding Organization/主管機關

National Science and Technology Council

Department/Unit

Department of Optoelectronics and Materials Technology

Website

https://www.grb.gov.tw/search/planDetail?id=1238723

Year

2006

Start date/計畫起

01-08-2006

Expected Completion/計畫迄

31-07-2007

Bugetid/研究經費

925千元

ResearchField/研究領域

材料科技

本計畫為【鈦合金抗蝕改質、結合特性及生醫應用研究】整合型計畫之子計劃（二），擬以三年為一期，主要探討『表面改質及熱處理對鈦合金高溫腐蝕行為之研究』，茲將各年度之研究要點分述如下： (1) 第一年度擬先評估鋁-矽熱浸鍍之表面改質及經由真空熱處理所得不同晶粒尺寸（不同微結構）之三種鈦合金（含Ti-6Al-4V，簡稱Ti-6-4；Ti-6Al-6V-2Sn，簡稱Ti-6-6-2；及Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe，簡稱SP-700），在600-900oC 高溫腐蝕性質，而腐蝕氣氛包括純氧、空氣（含有/無水蒸氣）及SO2 氣氛；主要藉以探討表面改質及熱處理對三種鈦合金在不同氣氛下腐蝕動力學及反應機制之差異性。全程實驗是在高靈敏度之熱重分析儀(TGA)或石英彈簧(管式高溫爐)中進行，以連續監測試片與腐蝕氣氛反應後知其相對重量變化量，經轉換及計算合金之腐蝕動力學數據；同時，藉由白金指標測試可判斷腐蝕反應的主要機制，並配合X-光繞射(XRD)、光學金相(OM)、掃瞄式電鏡(SEM)、電子微探儀 (EPMA)、電子能譜儀(AES)及穿透式電鏡(TEM)之分析，以瞭解表面改質及顯微組織對腐蝕物相組成、成分分佈及反應界面之影響。 (2) 第二年度擬將配合其他子計畫之第一年研究成果，來選定較佳的鈦合金（含適當的真空熱處理溫度及時間），進行表面改質處理（以滲鋁預氧化及熔融鹽電解改質滲鋁為主），進而測試上述三種氣氛下的高溫腐蝕性質（方法如同第一年），其結果將與第一年度之成果相互比較，以建立鈦合金高溫腐蝕之應用資料庫；同時，也針對在空氣氣氛下之試片表面亦進行噴覆Na2SO4/NaCl（不同配比之熱腐蝕源），進一步探討熱腐蝕效應對氧化皮膜穩定性的影響，並藉由量測腐蝕後的總侵蝕深度、內侵蝕深度、金屬損失及金屬剩餘厚度之相關數據，比較有/無熱腐蝕源對合金腐蝕行為之差異。 (3)第三年度擬將彙整前二年本子計劃之研究成果，並配合其他子計畫在二年內之研究成果，對最佳真空熱處理條件的鈦合金進行上述的表面鍍膜改質處理，進而測試其高溫腐蝕及熱腐蝕性質，方法如同前兩年，其結果將與第一、二年度之成果相互比較，以建立完整的表面改質及熱處理對鈦合金高溫腐蝕與熱腐蝕之應用資料庫；其結果定期與其他子計畫彙整及心得交換，以期找出最佳的合金材質、表面改質組成及熱處理條件，建立整體的鈦合金之應用資料庫，一方面將研究成果發表於國際期刊，以彰顯國內研究的知名度，另一方面將研究成果直接提供相關業界運用，促進鈦合金之應用價值。

Keyword(s)

鈦合金
高溫腐蝕
腐蝕動力學
反應機制
熱腐蝕
表面改質
熱處理
熱浸鍍
預氧化
熔融鹽電解

DSpace CRIS

Effects of Surface Modification and Heat-Treatment Processes on High-Temperature Corrosion Behaviors of Titanium-Base Alloys

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