增材制TC4钛合金

耐蚀性优于锻件

通过热处理优化增材制造TC4钛合金的微观组织，使其在质子交换膜水电解阳极环境中的耐蚀性优于传统锻件，更适用于低成本双极板制造。

Cheng, Hongxu · 骆鸿 · 程军 · Hao, Wenkui · Song, Jie · Xu, Guizhi

International Journal of Hydrogen Energy 2024

具体参数

腐蚀电流密度

{'zh': '54', 'en': '54'} μA/cm²

钝化电流密度

{'zh': '19.5', 'en': '19.5'} μA/cm²

钝化膜厚度

{'zh': '2.02', 'en': '2.02'} nm

Ti氧化物占比

{'zh': '80.9', 'en': '80.9'} %

β相分数（AM TC4）

{'zh': '1.3', 'en': '1.3'} %

β相分数（AM TC4-1050）

{'zh': '0.1', 'en': '0.1'} %

技术优势

比锻件更耐蚀

增材制造TC4的腐蚀电流密度低于锻件，且在1050°C热处理后降幅最大，钝化膜更稳定。

热处理降β相

增材制造TC4中的β相分数从9.6%降至1.3%，热处理后进一步降至0.8%和0.1%，有利于提升耐蚀性。

钝化膜更厚

增材制造TC4的钝化膜厚度达1.76 nm，热处理后增至1.94 nm和2.02 nm，显著高于锻件的0.5 nm，提供更好的保护。

钛氧化物富集

1050°C热处理的增材制造TC4中Ti氧化物占比高达80.9%，有利于增强钝化膜的耐蚀性。

应用场景

• PEM电解槽双极板：用于制造低成本、耐蚀的双极板，替代传统机加工钛合金部件。
• 耐蚀导电组件：在酸性阳极环境中保持低腐蚀速率，延长导电组件寿命。
• 增材制造钛部件：线弧增材制造钛合金部件经热处理后耐蚀性提升，适用于要求苛刻的服役条件。