钛合金在航空航天、武器装备等领域应用极为普遍,如航空发动机压气机、蒙皮、机翼结构等。虽然钛合金表现出了优良的力学性能和耐腐蚀性能,但由于飞机工作时始终接受飞行环境中高速气流的冲刷,同时还要承受环境中存在的腐蚀介质的作用,腐蚀损伤将削弱结构的承载能力并降低使用寿命,使得腐蚀疲劳破坏成为钛合金结构的一种潜在失效模式,可能因此引发安全事故。所以,钛合金的腐蚀和预腐蚀疲劳性能的研究对于飞机日历定寿及延寿等工作具有重要的实际应用价值。本文以压气机叶片材料TC17钛合金为研究对象,结合浸泡腐蚀方法、电化学腐蚀方法进行腐蚀研究,并对预腐蚀后的试件进行疲劳测试,对腐蚀形貌及断口进行金相显微镜、扫描电镜(SEM)、超景深显微镜以及EDS能谱扫描分析,研究腐蚀及疲劳破坏机理。具体研究内容如下:(1)通过浸泡腐蚀方法,研究TC17钛合金在多种常规腐蚀液中的腐蚀现象。根据显微观测腐蚀前后试件表面的形貌变化情况,并采用扫描电镜观察TC17钛合金在盐酸溶液中腐蚀后的显微组织变化情况,确定50℃ 3.5%HC1溶液为腐蚀加速试验溶液。通过超景深显微镜获取试件表面三维腐蚀形貌特征,得到平均腐蚀深度随腐蚀时间变化规律。再由失重法测得试件失重量随腐蚀时间变化情况,发现:在所研究的腐蚀时间内,腐蚀速率与腐蚀时间近似呈对数关系。(2)运用电化学腐蚀方法,对TC17钛合金进行开路电位实验、动电位扫描实验以及电化学阻抗实验,分析盐酸溶液浓度对于TC17钛合金腐蚀速率、耐腐蚀性能以及钝化膜生成的影响,发现盐酸浓度的提高不仅加速了钛合金的腐蚀,也促进了钝化膜的生成。基于COMSOL软件,建立了电化学腐蚀模型,对TC17钛合金在3.5%、5%和10%HCl溶液中的电化学过程进行仿真计算,研究了电解液中的电位分布及钛离子浓度变化情况。(3)开展预腐蚀疲劳研究,选取50℃ 3.5%HCl作为腐蚀溶液,对预腐蚀Oh、24h、120h、240h、480h后的TC17钛合金试件(应力集中系数分别为Kt=1和Kt=3.2),采用单点测试法进行疲劳S-N曲线测试,得到三参数疲劳寿命曲线:采用升降法实验,获得预腐蚀后的疲劳极限,并分析疲劳寿命变化规律。结果表明:在所研究的预腐蚀时间内,在短寿命区,TC17钛合金的疲劳寿命随着预腐蚀时间的增加而降低;在疲劳极限附近时,对于Kt=1的试件,疲劳寿命随时间先降低后升高,对于Kt=3.2的试件,疲劳寿命随时间不断降低。并结合电化学腐蚀及拉曼实验结果,说明了造成这一现象的机理。(4)通过扫描电镜对疲劳试验后的试件进行断口形貌分析,研究TC17钛合金预腐蚀疲劳破坏的机理。同时通过EDS能谱扫描测量试件断口的疲劳源区处元素含量的变化情况,并着重研究了Cl元素的变化情况,发现其与实际结构件检测结果相符合,说明了本文实验方法用于模拟实际结构腐蚀的有效性。