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Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金是一种新型近α型钛合金,具有高强度、高塑韧性、良好热稳定性、低流变应力、耐蚀、易焊等优良综合性能,目前被广泛应用于舰艇、深潜器、海洋钻井平台等结构的受力构件、耐压耐蚀壳体和管路系统。本文使用具有烧结温度低、升降温速度快、烧结时间短、制备过程洁净等独特优势的放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,简称SPS)技术制备Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金,系统研究了SPS烧结温度和固溶时效工艺对该合金微观结构与显微组织演变、力学性能及其在模拟海水中电化学腐蚀行为的影响及机理。得出结论如下:SPS制备的Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金由α相和少量β相组成。随着烧结温度的升高,合金致密度表现出增大的趋势,在1150℃时致密度达到99.7%,合金中初生α相减少,β相含量逐渐增多,组织变均匀,网状组织特征越来越明显。烧结态合金的抗压强度(1658~1818MPa)和屈服强度(1262~1462MPa)先增大后减小,屈强比变化不明显(0.76~0.80),压缩率(15.6%~22.5%)逐渐增大。放电等离子烧结温度为1050℃时,合金获得了最佳的强韧性匹配,此时抗压强度、屈服强度、屈强比、压缩率分别为1818MPa、1462MPa、0.80和18.5%。随着固溶温度的升高,组织由烧结态的类网状组织向魏氏组织、网篮组织和等轴组织演变,晶粒逐渐长大。在875℃固溶处理后,得到均匀的网篮组织,此时合金的抗压强度为1756MPa、屈服强度1228MPa、屈强比为0.69、压缩率为22.8%,与烧结态合金相比,强度稍微降低,塑性得到了较大提升。时效处理后发生马氏体分解,合金组织得到细化,合金强韧性进一步得到提升。SPS制备的Ti-6Al-3Nb-2Zr-1Mo合金在模拟海水环境中表现出良好的耐蚀性,随着烧结温度的升高,其腐蚀电位先升高后降低,阻抗值先变大后变小。这说明当烧结温度为1050℃时合金的耐蚀性能最好。经过固溶时效处理后,由于组织变得更均匀,耐蚀性能进一步得到提升。