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随着我国工业技术和科技水平的不断发展,构件极端超常服役条件对金属结构材料提出了更高的要求。在钛(Ti)合金的基础上,发展出了一系列极具潜力的超高强度钛锆(Ti Zr)基合金。Ti Zr基合金兼具了Ti合金的高比强度和Zr合金的低膨胀系数,但其表面抗腐蚀性能仍有待提高,尤其是抵抗点蚀的能力。表面淬火作为目前Ti Zr基合金工业表面处理的主要方式,能够有效提高表面硬度和抗磨损性能,但耐腐蚀性能明显降低。因此,亟需开发能够有效提高Ti Zr基合金表面耐腐蚀性能的新技术,为Ti Zr基合金在海洋和航空航天领域的应用提供更有利的保障。本文以(Ti6Al4V)xZr(x=0 wt%、20 wt%、30 wt%、47 wt%)合金为研究对象,通过激光表面重熔处理工艺来改善(Ti6Al4V)xZr合金表面微观组织结构和耐腐蚀性能,通过对比锻造态、表面淬火态和激光表面重熔态耐腐蚀性能,探究激光表面重熔处理对(Ti6Al4V)xZr合金耐蚀性的作用机制和腐蚀机理。实验结果表明,(Ti6Al4V)xZr合金由α/α′相和β相组成,表面淬火和激光表面重熔的(Ti6Al4V)xZr合金中β相的含量比锻态高,但激光表面重熔的(Ti6Al4V)xZr合金组织比表面淬火态的更细小。Zr含量增加,(Ti6Al4V)xZr合金的晶粒细化,耐蚀性提高;β相含量增加,α/α′和β的相比例先增加后减少,晶间腐蚀电流先增加后减小,三种状态中(Ti6Al4V)30Zr合金的耐蚀性最优。经过表面淬火处理的锻态(Ti6Al4V)xZr合金其耐蚀性降低,但经过激光表面重熔处理的(Ti6Al4V)xZr合金其耐蚀性比表面淬火(Ti6Al4V)xZr合金的耐蚀性提高。激光表面重熔处理的(Ti6Al4V)xZr合金中(Ti6Al4V)30Zr合金的耐蚀性最优,其腐蚀电位(Ecorr)为-0.3390 V,腐蚀电流密度(Icorr)为2.586035E-08 A/cm~2。氧化膜的成分含量是影响耐蚀性的关键。在激光表面重熔(Ti6Al4V)30Zr合金表面形成致密的氧化膜,氧化膜成分主要为Ti O2和Zr O2,Ti O2和Zr O2的含量越高,钝化膜的保护性越好。激光表面重熔(Ti6Al4V)30Zr合金中Ti O2的含量比表面淬火态和(和锻态)Ti6Al4V)30Zr合金在0nm、5nm、10nm、15nm分别提高1.51%(1.3%)、7.42%(6.25%)、2.4%(2.46%)、7.77%(6.41%);激光表面重熔(Ti6Al4V)30Zr合金中Zr O2的含量比表面淬火态(和锻态)(Ti6Al4V)30Zr合金在0nm、5nm、10nm、15nm分别提高1.99%(1.33%)、0.86%(-0.1%)、19.17%(0.6%)、28.19%(1.91%)。同时在激光表面重熔(Ti6Al4V)30Zr合金中检测到大量纳米孪晶组织的存在,纳米孪晶显著影响了钝化膜的成核和生长微观机制,对提高(Ti6Al4V)30Zr合金的耐蚀性起到了至关重要的作用。本文的研究结果一方面探明了(Ti6Al4V)xZr合金在激光局部急冷凝固和短时热循环条件下的组织结构形成规律;另一方面明确激光表面重熔处理对(Ti6Al4V)xZr合金耐腐蚀性能的作用机制。本论文研究结果对于Ti Zr基合金表面微观组织结构调控和耐腐蚀性能优化具有重要意义,为Ti Zr基合金的发展和应用提供了有力支持。