材料腐蚀与防护作业：钛合金的激光表面处理技术
钛合金材料表面处理及耐腐蚀性能研究
钛合金材料表面处理及耐腐蚀性能研究钛合金是一种广泛应用于航空、航天、汽车等领域的重要材料，具有优异的机械性能和耐腐蚀性能。
然而，在实际使用中，钛合金材料的表面容易受到外界环境的侵蚀，降低了其使用寿命和性能稳定性。
因此，钛合金材料的表面处理和提高其耐腐蚀性能成为了研究的热点之一。
钛合金表面处理的目的是通过改变其表面性质和结构，提高其抗腐蚀、耐磨损等性能。
常见的表面处理方法包括阳极氧化、电化学沉积、陶瓷喷涂、镀层等。
阳极氧化是一种常用且有效的表面处理方法，通过在钛合金表面形成致密的氧化层，改变了表面的化学性质和物理结构，从而提高其耐腐蚀性能。
事实上，表面处理不仅能改善钛合金的耐腐蚀性能，还能增加其机械强度和抗磨损性。
例如，在航空发动机等高温高压的工作环境下，钛合金往往需要承受严酷的加载和腐蚀，表面处理可以在一定程度上提高钛合金材料的稳定性和寿命。
除了表面处理，钛合金材料的腐蚀性能也与其化学成分和晶体结构密切相关。
通过调整钛合金中的合金元素含量和添加稀土元素等方法，可以改变钛合金材料的晶界结构和晶粒尺寸，降低局部电位差，从而提高其耐腐蚀性能。
同时，钛合金的表面形貌对其腐蚀性能也有一定影响。
例如，通过表面粗化处理可以形成更大有效的表面积，提高钛合金与环境介质之间的接触面，进而增强其耐腐蚀性能。
研究钛合金材料的耐腐蚀性能不仅仅局限于材料的表面处理，还需要考虑其在不同环境条件下的长期使用性能。
例如，在海洋环境中，钛合金材料容易受到海水中氯离子和海洋生物等因素的侵蚀，引起钛合金的腐蚀破坏。
因此，钛合金的耐蚀性研究需要考虑到不同环境因素的综合影响，以制定出相应的表面处理方案和腐蚀预防措施。
值得注意的是，提高钛合金材料的耐腐蚀性能不仅仅依靠表面处理，还需综合考虑其它因素，如材料的制备工艺、合金元素含量等。
因此，将来的研究需要从材料制备、表面处理、晶体结构等多个角度综合分析钛合金材料的腐蚀性能，促进其在各个领域的应用。
钛及钛合金表面处理方法
钛及钛合金表面处理方法【摘要】钛及钛合金是一种重要的结构材料，其表面处理方法对于其性能和应用具有关键作用。
本文通过介绍机械法处理、化学法处理、电化学法处理、热处理和涂层处理等不同的表面处理方法，探讨了钛及钛合金表面处理的技术特点和应用场景。
这些方法在提高材料表面硬度、耐腐蚀性和增强耐磨性方面发挥着重要作用。
钛及钛合金表面处理的发展前景值得关注，未来可望在航空航天、生物医学和化工领域得到更广泛的应用。
通过不断开发和完善表面处理技术，钛及钛合金的性能和功能将得到进一步提升，为材料科学和工程技术的发展做出贡献。
【关键词】钛及钛合金、表面处理方法、机械法、化学法、电化学法、热处理、涂层、发展前景1. 引言1.1 钛及钛合金表面处理方法的重要性通过合理选择和应用不同的表面处理方法，可以实现钛及钛合金表面的改性和优化，提高其耐磨、耐腐蚀和耐热性能，增强其机械强度和硬度，改善其附着性和润滑性能。
这对于提高材料在特定环境下的工作性能，提高其使用寿命和降低维护成本具有重要意义。
钛及钛合金表面处理方法的研究和应用具有重要的实用价值和经济意义。
钛及钛合金表面处理方法的重要性不可忽视，通过不断的研究与进步，将能为其在各个领域的应用提供更多可能性，并推动其在未来的发展和应用。
2. 正文2.1 机械法处理方法机械法处理方法是一种常用的钛及钛合金表面处理方法，通过机械力的作用，可以改善钛及钛合金的表面质量和性能。
常见的机械法处理方法包括研磨、抛光和喷丸等。
研磨是一种常见的机械法处理方法，通过磨削和切削的方式，可以去除表面的氧化物和杂质，提高表面的光洁度和平整度。
研磨可以分为粗磨和精磨，根据需要选择不同的磨削粒度和压力进行处理。
抛光是一种将表面通过摩擦力进行去除瑕疵，提高表面光洁度和光亮度的方法。
抛光可以采用手工抛光或者机械抛光的方式进行，选择合适的抛光剂和工艺参数可以得到不同的表面效果。
喷丸是一种通过高速喷射金属颗粒或磨料颗粒冲击工件表面，去除氧化皮和提高表面粗糙度的方法。
钛合金材料及其表面处理技术的研究
钛合金材料及其表面处理技术的研究钛合金是一种高强度、轻量化的材料，广泛应用于航空、航天、能源、医疗等领域。
然而，钛合金的表面易受到腐蚀、磨损、氧化等问题的困扰，因此对钛合金的表面进行处理是至关重要的。
一、钛合金的组成及特性钛合金作为一种结构材料，不仅具有高强度、轻量化、耐高温、耐腐蚀等优点，还具有良好的生物相容性。
钛合金主要由钛元素与其他元素如铝、钒、铁、锆、锡等组成，不同的组分比例会导致不同的性能。
钛合金具有良好的焊接性、可锻性以及加工性，但由于其高活动性，很难进行加工和热处理过程。
同时，钛合金还存在一个问题，即易受到氧化和磨损。
二、钛合金的表面处理技术钛合金的表面处理技术主要有三种：化学处理、物理处理和机械处理。
其中，化学处理主要是利用化学反应来改善钛合金的表面性能。
物理处理主要是利用物理过程来提高钛合金的表面性能。
机械处理则是利用机械切削或抛光等手段来改善钛合金的表面性能。
1、化学处理化学处理主要包括电化学阳极氧化和硬质阳极氧化。
电化学阳极氧化一般在低温下进行，主要用于提高钛合金表面的耐腐蚀性能。
硬质阳极氧化的温度和电压较高，可以在钛合金表面形成一个致密的氧化层，提高钛合金表面硬度和耐磨性。
同时，还可以利用阳极氧化技术实现表面着色，提高钛合金的美观性。
2、物理处理物理处理主要包括磨削、机械抛光和研磨等。
这些方法可以消除钛合金表面的微观不均匀性和表面缺陷，提高表面光洁度和平整度。
同时，物理处理还可以改善钛合金表面的附着性和粘着性，提高表面的耐腐蚀性能和耐磨性。
3、机械处理机械处理主要包括镡钨极快速切削、键結钻孔和取向热压等方法。
这些方法可以利用机械力量来改善钛合金表面的性能，提高表面的硬度和耐磨性。
特别是镡钨极快速切削技术可实现低成本和高效率的表面处理。
三、表面处理技术的应用表面处理技术可以用于各种领域的钛合金应用中，如航空航天、医疗器械、汽车制造等领域。
其中，航空航天领域要求材料的高强度、高温性和防腐性能，因此需要钛合金经过特殊的表面处理技术来提升其性能。
钛合金表面激光熔覆改性技术
钛合金的磨损机理为塑性变形，显微切削 熔覆层的磨损机理为疲劳磨损和磨粒磨损
20℃下磨损形貌，左边基材，右边熔覆层
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提高抗氧化性能——激光熔覆TiVCrAlSi高熵合金涂层
高熵合金：具有5种或者5种以上合金元素以等摩尔
比或近等摩尔比混合形成的固溶体合金。具有很好 的力学性能，耐磨耐蚀性能和高温性能。 希望用激光熔覆的方法在钛合金表面制备高熵 合金涂层来提高其高温抗氧化性能。
用细胞培养实验（MTT）测试表面的生物 相容性。 490 nm波长吸收光度可以测量表面的细胞 数量 随着时间延长，细胞数目都是增加的，但 是HA涂层的细胞数量多于钛合金表面。
钛合金表面细胞成梭型，细胞聚集在一起， 较少铺展开；HA表面的细胞铺展开来并相 互联结。可以看出HA表面的生物相容性较 钛合金更好
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钛合金在应用中存在的一些问题
耐磨性能 钛合金具有比强度高、耐蚀性能好等优点，是航天、航空、汽车、 船舶和化工等部门中广泛使用的结构材料。但是，由于钛合金硬度较 低（约360HV），用在摩擦部位时，易产生磨损而失效，这就阻碍了钛 合金的广泛使用，限制了它在运动构件上的应用。 耐蚀性能和抗氧化性能 Ti是一种很活泼的金属，在常温下钛合金表面会有一层致密的氧化 膜起到保护的作用，但是在高温下，氧化膜会失去保护的作用，导致 钛合金构件因为氧化腐蚀而失效。 生物相容性 钛合金具有较好的生物组织相容性和很高的比强度, 是制备人工骨骼 比较理想的材料。但是纯Ti的机械强度较低，也不耐磨，为了提高Ti的 机械性能，常添加Al、V、Mo、Zr、Nb等元素形成合金，但这是以牺牲 其生物相容性为代价的。这些合金元素会缓慢的释放，对人体造成影 响。
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参考文献
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钛及钛合金表面处理技术和应用
钛及钛合金表面处理技术和应用钛是一种重要的金属材料，具有优异的机械性能、抗腐蚀性能和生物相容性。
在众多的钛制品中，钛及钛合金表面处理技术和应用，是钛材料应用中的重要领域。
本文将对其进行探讨。
一、钛及钛合金表面处理技术1. 电解氧化电解氧化是一种常用的表面处理技术，通过电解过程使得钛表面生成氧化层。
该氧化层具有优异的抗腐蚀性和抗磨损性能，可以保护钛及钛合金表面，在医学领域、航空航天领域等具有广泛应用。
2. 化学镀膜化学镀膜是一种通过化学反应在钛表面附着有机分子的方法，从而生成膜层，从而改善钛及钛合金的耐腐蚀性、生物相容性和机械性能。
此外，化学镀膜技术还可以使得钛表面呈现特殊的光泽和色彩。
3. 等离子喷涂等离子喷涂是一种高效的表面处理技术，通过把金属材料变成粉末后喷涂在钛表面上，从而实现钛和钛合金表面的表面改性。
该技术可以提高钛材料的耐磨性和抗腐蚀性，还可以使得钛表面更好的粘附其他物质。
二、钛及钛合金表面处理应用1. 医学领域钛及钛合金表面处理技术的应用在医学领域中具有非常广泛的应用。
可通过钛及钛合金表面处理技术及应用制造骨植入物、人工心脏瓣膜等医疗设备。
表面处理后，不仅可以提高钛材料的生物相容性，还可以使钛材料坚固耐用、耐磨、不易脱落，并降低钛材料的磨损程度。
2. 机械工程领域钛及钛合金表面处理技术在机械工程领域中也有广泛的应用。
通过电解氧化、化学镀膜和等离子喷涂等表面处理技术能够进一步提高钛材料的耐磨性、抗腐蚀性、耐高温性能以及抗振动性能。
3. 航空航天领域钛及钛合金表面处理应用在航空航天领域，广泛使用于航空发动机、涡轮机、航空船等部件。
表面处理技术能够大幅度提高钛及钛合金材料的耐腐蚀性和机械性能。
另外，在航空航天领域对钛及钛合金表面颜色和表面光泽等要求都比较高，而化学镀膜技术可以满足这种需求。
三、结论钛及钛合金表面处理技术和应用是钛材料应用领域中的重要领域。
通过电解氧化、化学镀膜和等离子喷涂等技术处理后，不仅可以提高钛及钛合金的耐腐蚀性、生物相容性、耐磨性和机械性能，还可以满足航空航天领域对钛及钛合金表面颜色和表面光泽等要求，具有重要的应用价值。
钛的腐蚀与防护
钛的腐蚀与防护 The document was finally revised on 2021钛的腐蚀与防护盛兴材32 62摘要：钛及其合金具有较高的比强度和耐蚀性能，是一种很有前途的结构材料和耐蚀材料。
本文从电化学角度简要介绍了钛腐蚀与防护问题，讨论了钛的点蚀，局部腐蚀以及氢脆等几个常见问题，并介绍了几种提高钛耐蚀性的方法。
1前言常用的耐蚀金属有耐蚀低合金钢、耐蚀铸铁、铜合金、铝合金、不锈钢、镍基合金等。
其中不锈钢是典型的耐蚀金属，但多数不锈钢存在以下缺点：（1）在氯化物中易发生点腐蚀和应力腐蚀破裂；（2）在很多介质中具有晶间腐蚀倾向，焊缝及热影响区对晶间腐蚀尤为敏感；（3）Ni，Cr等主要耐蚀组元资源不丰富。
而其他各种耐蚀金属或合金，耐蚀性较差或不具备良好的综合性能或十分昂贵，应用也受到很大限制。
五十年代以来，钛及其合金作为一种新的耐蚀合金问世，其优异的耐蚀性能很快对各个部门产生了巨大的吸引力，因而应用不断扩大，迅速发展成为一种新的耐蚀金属材料。
作为一种活泼金属，钛的平衡电位很低，但是实际上钛在许多介质中十分稳定，这是因为钛在这些介质中发生了钝化，使钛具有极好的耐蚀性。
钛的钝性具有钝化倾向强烈、稳态电位范围宽、钝态不易被氯离子破坏等优点。
同时，与不锈钢、铝合金等比较，钛具有优异的抗局部腐蚀性能，比如抗海水及氯化物点蚀，抗缝隙腐蚀，抗应力腐蚀破裂以及耐磨蚀等。
特别在耐蚀性经过改善后（比如，阳极保护，加缓蚀剂，表面处理，合金化等），在氧化性，氯化物，硫化物，湿氯等环境中耐蚀性将更加优越。
2钛的电化学腐蚀基础钛在热力学上很活泼的金属，其平衡电位为－，接近铝的平衡电位。
但是，在大气或水溶液中，钛表面上会立即形成一层保护很好的氧化膜，使其处于钝态，因而使其稳定电位（也称混合电位或腐蚀电位）远远偏向正值。
钛的腐蚀电位变化与材料本身和环境有关，酸液的性质，pH值，含氧量，材料的表面状态，热处理条件及合金化都会使其腐蚀电位发生变化（例：图2－1，30页）。
钛合金表面处理技术及其在航空制造中的应用
钛合金表面处理技术及其在航空制造中的应用随着科技的发展和技术的革新，航空行业的不断进步也成为了人们艰苦奋斗的宝贵贡献，而航空制造领域中，钛合金表面处理技术的应用就显得非常重要。
那么，本文将为大家详细介绍一下钛合金表面处理技术及其在航空制造中的应用。
一、钛合金的应用钛合金由于其重量轻、强度高、防腐蚀等特性，已经广泛应用于航空、航天和国防等领域。
在航空制造领域中，钛合金几乎是不可替代的材料。
它广泛应用于飞机、导弹、太空船、直升机和火箭等部件的制造中。
二、钛合金表面处理技术钛合金表面处理技术主要包括机械法、电化学法和物理气相沉积法（PVD）等。
1、机械法机械法钛合金表面处理技术主要是用砂纸、腐蚀剂、胶轮和针尖等机械工具对钛合金表面进行物理加工，处理后能够使钛合金表面更加光滑、细腻。
但是，这种方法处理后的钛合金表面仍然不能很好地保护钛合金的整体性能。
2、电化学法电化学法钛合金表面处理技术主要是通过电化学方法来清洗钛合金表面，除去表面的杂质和氧化层，以便更好地与其他金属和材料相配合。
这种技术质量更加稳定，但是如果操作不当也会破坏钛合金表面的成分。
3、物理气相沉积法（PVD）物理气相沉积法是采用真空技术将金属或金属化合物以一定的能量进行蒸发，然后在基底表面沉积形成薄膜。
PVD技术被广泛应用于钛合金表面处理中，特别是在飞机制造和航空发动机制造领域中。
三、钛合金表面处理技术的应用1、增强钛合金的机械性能钛合金表面处理技术可以改变钛合金表面的组成和结构，在钛合金材料表面形成一层新的涂层，从而改善其机械性能。
因此，在航空制造领域中，钛合金表面处理技术作为一种加工技术被广泛应用。
2、提高材料的耐腐蚀性钛合金有着出色的防腐蚀性能，但是在一些特殊环境下仍然难以满足要求。
而通过表面处理技术，可以将抗氧化、抗腐蚀等化学元素沉积在钛合金表面，从而提高其耐腐蚀性能，并对腐蚀雾的侵蚀提供有效的保护。
3、用于表面化学修饰在航空制造领域中，钛合金表面处理技术也用于表面化学修饰，可实现氢分子加入、气相氧化、电化学和光催化氧化等方法对表面进行修饰，从而获得特殊的超亲水性和超疏水性表面结构。
钛合金表面处理技术的研究与分析
钛合金表面处理技术的研究与分析I. 前言钛合金是一种具有高强度、低密度和良好的抗腐蚀性能等优点的轻质、高强金属材料。
因其广泛应用于航空、航天、医疗、海洋工程和汽车等领域而备受关注。
然而，钛合金表面在使用过程中容易发生氧化、吸附、腐蚀等问题，这些问题会直接影响钛合金材料的使用寿命和性能。
因此，寻找一种钛合金表面处理技术，解决这些问题，是非常重要的。
II. 钛合金表面处理技术的分类1. 机械表面处理技术机械表面处理技术是利用机械方法对钛合金表面进行处理，通过磨削、打磨、喷砂等方法改善材料表面的粗糙度、平整度和对流体的接触角，增加表面活性，提高材料的润湿性能。
2. 化学表面处理技术化学表面处理技术是利用化学方法对钛合金表面进行处理，通过酸浸、氧化、镀膜、合金化等方法改善材料表面的化学性质，提高抗腐蚀性能、氧化性能和硬度等，达到防腐、增强和改变表面性质等效果。
3. 物理表面处理技术物理表面处理技术是利用各种物理现象进行表面处理，通过阳极处理、等离子体喷涂、等离子体表面合成、离子注入、电子束熔覆等方法，改善材料表面的形貌、晶体状态和物理性能，获得特殊表面结构和特殊表面性质。
III. 钛合金表面处理技术的研究与分析1. 机械表面处理技术的研究与分析机械表面处理技术是目前应用最广泛的一种表面处理技术之一，主要包括机械打磨、表面喷砂、抛光等方法。
它们具有处理简单、易于操作、成本低等优点，能够改变表面粗糙度和平整度，增加表面活性，提高润湿性能。
然而，机械表面处理技术存在表面处理深度难以控制，对于精度要求较高的工件来说实际应用受到限制。
2. 化学表面处理技术的研究与分析化学表面处理技术是一种钛合金表面处理技术，它主要针对钛合金表面的氧化、腐蚀等问题进行调整。
化学表面处理技术包括酸处理、氧化处理、阳极氧化、氮化处理等方法。
这些方法能够改善钛合金表面的氧化性能、硬度、耐腐蚀性能等，在实际应用中得到了广泛的应用。
然而，一些化学表面处理技术的方法存在着有害物质的使用和环境污染等问题。
钛合金表面化学处理技术研究与应用
钛合金表面化学处理技术研究与应用一、引言钛合金具有高强度、轻量、腐蚀性能好等优点，因此广泛应用于航空、航天、医疗等领域。
在钛合金表面处理技术中，化学处理技术是一种重要的方法。
本文旨在探讨钛合金表面化学处理技术的研究及应用现状。
二、钛合金表面化学处理技术分类1、阳极氧化技术阳极氧化技术是将钛合金表面置于酸性电解液中进行阳极处理，形成厚度不同、颜色各异的氧化膜，以达到增强表面抗氧化能力、热稳定性和耐腐蚀性的目的。
2、电解电镀技术电解电镀技术是基于电化学原理，通过在钛合金表面电镀一层金属或金属合金薄膜，在提高表面硬度、耐磨性的同时，还起到了装饰和保护的作用。
3、化学沉积技术化学沉积技术是利用化学反应，将钛合金表面被沉积上一层化合物膜，使其在具备优良属性的同时，保留了钛合金本身的优良性能。
常见的化学沉积技术有磷酸化学沉积技术、钛酸盐沉积技术等。
4、表面改性技术表面改性技术是利用表面化学反应，通过改变钛合金表面的化学结构，使其改善各种性能指标。
常见的表面改性技术包括等离子体表面改性技术、溅射表面改性技术等。
三、钛合金表面化学处理技术应用现状1、航空工业钛合金是航空工业中应用广泛的重要材料，其表面化学处理技术可以增强其抗氧化和耐腐蚀能力，提高其在极端环境下的使用寿命和可靠性。
2、医疗器械钛合金具有优良的生物适应性，被广泛应用于医疗器械和人工骨骼等领域。
通过表面化学处理技术，可以使其表面更加平滑，减少对人体的刺激，提高医疗器械的可靠性和使用寿命。
3、汽车工业钛合金在汽车发动机、传动系统和悬挂系统等方面具有广泛的应用，其表面化学处理技术可以增强其耐磨性和耐腐蚀能力，在提高汽车性能的同时保证了其使用寿命。
四、未来展望随着科技的快速发展和人们对材料性能的不断追求，钛合金表面化学处理技术也将得到进一步的发展和研究。
随着表面化学处理技术的不断创新和进步，钛合金的性能将得到进一步提升，其在航空、医疗、汽车等领域的应用将得到更广泛的开展。
钛及钛合金的激光表面处理研究进展_张建斌(1)
Laser surface nitriding Ref. [25] [26] [27] [28] [9] [29]
Ti–6Al–4V (IMI318) 5 kW CO2 laser Ti-6Al-4V Nd-YAG laser
Microhardness HV, 6.13 GPa Sliding and fretting wear enhanced; Microhardness HV, 16 GPa Wear resistance enhanced Microhardness HV, 15 GPa Microhardness HV, 5~8 GPa Microhardness, 14 GPa
表1 Table 1 激光表面处理用激光器
。因此，在保持金属整体性能的
前提下， 通过涂覆、 改性等表面处理改变表面成分或表 面组织，赋予金属表面高硬度、耐磨损、防腐蚀等性能 的表面工程是解决此类失效的有效途径。 激光表面处理具有可局部加热； 加热速度快； 工件 变形小；无污染等优点。此外，激光加工技术的主要优 势是可以准确地控制功率密度， 热影响区最小， 能够加 工不易处理的局部区域。除在钢铁材料中广泛应用外， 在钛、 铝、 镁等有色金属中的应用也成为近年来国内外 研究的热点[8-20]。 激光表面处理中最常用的激光器类型有 3 种：CO2 激 光 （ λ=10.6 μm ）、 掺 钕 钇 铝 石 榴 石 激 光 (neodymium-doped yttrium aluminium garnet, Nd:YAG) （λ=1.06 μm）和高功率半导体管激光 (high power diode laser, HPDL)，如表 1 所示。激光工艺参数主要包括：激 光器类型、激光能量（P） 、光束直径（D） 、激光扫描速 度（V）以及材料对激光的吸收系数和环境介质等，它们 对表面处理效果起着重要作用，通常采用线能量（P/V）
钛合金激光增材制造技术研究及应用
钛合金激光增材制造技术研究及应用随着科技的不断发展，制造业也在不断进步。
钛合金作为高强度、耐腐蚀的优良材料，被越来越广泛地应用于航空、汽车、医疗器械等领域。
而钛合金激光增材制造技术，则是一种近年来备受关注的制造方式。
本文将从多个方面探讨钛合金激光增材制造技术的研究进展以及应用情况。
一、钛合金激光增材制造技术简介钛合金激光增材制造技术，又称为快速成形技术，是一种直接利用计算机辅助设计软件(CAD)将数字模型转换为物理模型的制造方式。
其原理是将激光束聚焦到粉末床上，将床上的钛合金粉末加热熔化并以分层方式进行成型。
由于其制造精度高、制造速度快、无需模具等优势，已经成为制造业中非常重要的环节之一。
二、钛合金激光增材制造技术的研究进展1. 成形机床技术的升级钛合金是一种难以加工的材料，其加工难度主要来自其化学成分的特殊性质。
近年来，随着成形机床技术的不断升级，钛合金激光增材制造技术的制造精度和制造速度都得到了大幅提升。
尤其是基于混合光源的透射成形机，不仅可以提高制造速度，还可以在保持成形质量的同时节省制造成本。
2. 材料性能的改进钛合金激光增材制造技术的材料性能也在不断得到改进。
例如，利用注铸增材制造技术可以大大改善材料的成分分布，实现网状结构的制造，进一步提高钛合金材料的抗压强度和韧性。
3. 快速成形工艺的创新钛合金激光增材制造技术的快速成形工艺也在不断创新。
例如，利用双光束聚焦技术可以缩短制造周期，提高生产效率。
同时，针对不同材料的特点，还有不同的制造工艺被创新，使得钛合金激光增材制造技术得以更好地服务于各个行业。
三、钛合金激光增材制造技术的应用1. 航空航天钛合金作为航空航天工业中重要的材料，其需求量一直在持续增长。
采用钛合金激光增材制造技术，既可保证零部件的强度和质量，又可以降低制造成本，是非常有前途的技术。
2. 医疗器械随着人们健康意识的提高，医疗器械的需求也在不断增加。
而采用钛合金材料制造的医疗器械具有防腐蚀、生物相容性好、机械性能高等优点。
钛及钛合金纳米阳极氧化表面处理方法与流程
钛及钛合金纳米阳极氧化表面处理方法与流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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钛的腐蚀与防护
钛的腐蚀与防护盛兴材32 2003012062摘要：钛及其合金具有较高的比强度和耐蚀性能，是一种很有前途的结构材料和耐蚀材料。
本文从电化学角度简要介绍了钛腐蚀与防护问题，讨论了钛的点蚀，局部腐蚀以及氢脆等几个常见问题，并介绍了几种提高钛耐蚀性的方法。
1前言常用的耐蚀金属有耐蚀低合金钢、耐蚀铸铁、铜合金、铝合金、不锈钢、镍基合金等。
其中不锈钢是典型的耐蚀金属，但多数不锈钢存在以下缺点：（1）在氯化物中易发生点腐蚀和应力腐蚀破裂；（2）在很多介质中具有晶间腐蚀倾向，焊缝及热影响区对晶间腐蚀尤为敏感；（3）Ni，Cr等主要耐蚀组元资源不丰富。
而其他各种耐蚀金属或合金，耐蚀性较差或不具备良好的综合性能或十分昂贵，应用也受到很大限制。
五十年代以来，钛及其合金作为一种新的耐蚀合金问世，其优异的耐蚀性能很快对各个部门产生了巨大的吸引力，因而应用不断扩大，迅速发展成为一种新的耐蚀金属材料。
作为一种活泼金属，钛的平衡电位很低，但是实际上钛在许多介质中十分稳定，这是因为钛在这些介质中发生了钝化，使钛具有极好的耐蚀性。
钛的钝性具有钝化倾向强烈、稳态电位范围宽、钝态不易被氯离子破坏等优点。
同时，与不锈钢、铝合金等比较，钛具有优异的抗局部腐蚀性能，比如抗海水及氯化物点蚀，抗缝隙腐蚀，抗应力腐蚀破裂以及耐磨蚀等。
特别在耐蚀性经过改善后（比如，阳极保护，加缓蚀剂，表面处理，合金化等），在氧化性，氯化物，硫化物，湿氯等环境中耐蚀性将更加优越。
2钛的电化学腐蚀基础钛在热力学上很活泼的金属，其平衡电位为－1.63V，接近铝的平衡电位。
但是，在大气或水溶液中，钛表面上会立即形成一层保护很好的氧化膜，使其处于钝态，因而使其稳定电位（也称混合电位或腐蚀电位）远远偏向正值。
钛的腐蚀电位变化与材料本身和环境有关，酸液的性质，pH值，含氧量，材料的表面状态，热处理条件及合金化都会使其腐蚀电位发生变化（例：图2－1，30页）。
图2－2（33页）显示的是常温下Ti－H2O体系的E－pH图，我们可以看见，在碱性，中性以及弱酸性条件下，免蚀区以及钝化区面积较大，钛都具有高度的稳定性。
钛合金的激光表面处理研究进展
参考文献： ［ 1 ］ Yada H， Matsumura Y， Nakajima K. Ferrittic steeI having UItra-fine grains and a method for producing the same［ P］ . United States Patent： No. 4466842 ， 1984. ［ 2 ］ 杨忠民， 赵 ［3］ 王 燕， 王瑞轸， 等. 形变诱导铁素体的形成机制 ［ J］ . 金属学报， 2000 ， 36 （8） ： 818-822. 冰， 宋心香， 彭丽华 （ 编译） . 日本 STX-21 “ 超金属” 的 燕， 王瑞轸， 等. 低温形变低碳钢超细铁素体 开发研究 ［ J］ . 国外金属热处理， 1998 ， （5） ： 4-12. ［ 4 ］ 杨忠民， 赵 的形成 ［ J］ . 金属学报， 2000 ， 36 （ 10 ） ： 1061-1066. ［ 5 ］ 杨王玥， 胡安民， 齐俊杰， 孙祖庆. 低碳钢多道次热形变中 的应变强化相变与铁素体动态再结晶 ［ J］ . 金 属 学 报， 2000 ， 36 （ 11 ） ： 1192-1196. ［6］ 赵 ［7］ 杨 沛， 刘正才. 新一代钢铁材料基础研究的进展与体会 平， 傅云义， 崔凤娥， 孙祖庆. @235 碳素钢应变强化 ［ J］ . 材料导报， 2001 ， 15 （3） ： 1-3.
［ l0 ］ l700~V0. 5 ， 且渗氮层的硬度随着氮气流量的增加
TiC+Ti粉末在TC4钛合金表面激光熔覆的表面改性技术
TiC+Ti粉末在TC4钛合金表面激光熔覆的表面改性技术摘要：激光表面镀层应用于TC4钛合金用来改进其表面性能。
把TiC和Ti 的粉末以质量比1：3的比例混合后覆在TC4钛合金表面，随后用激光束进行处理。
材料表面层的显微结构和组分的改变用SEM,EDX和XRD仔细研究。
通过熔融，液态混合流动，紧接着快速凝固和冷却，一层逐渐过度的微观结构和组织就形成了。
TiC粉末在熔融时全部熔入表面层，在凝固的过程中作为细小的树枝晶偏析出来。
树枝晶的内部区域有一些富含铝的a′相细晶片晶。
因为TiC随着深度的增加而变少，激光熔覆层的硬度也随着深度的增加而降低。
表面层的最高硬度是1400HV，大约是原始材料的4.5倍。
关键词：TC4钛合金TiC 激光熔覆技术偏析硬度钛合金被广泛应用于工业生产是因为其力学性能和化学性能的良好结合，例如高的刚度，低的密度和良好的耐蚀性。
然而由于钛合金的硬度低，导致其耐磨性比较差，从而限制了钛合金的进一步使用。
由于多种原因，一种材料的失效是从它的表面开始的，尤其是在磨损或腐蚀环境中。
因此为了全面提高钛合金的性能，使用表面改性的方法提高钛合金的耐磨性是非常必要的。
有多种不同的方法应用于提高钛合金的耐磨性和耐蚀性。
如：PVD,CVD,溶胶-凝胶法，阳极氧化等。
然而，这些方法都存在各自的缺点。
例如，用于电影存储的钛合金通常非常的窄而且和机体的结合非常的弱。
在众多的表面处理技术中，激光熔覆技术提供了一哦个最佳的选择，使用该技术，可以获得一层薄的镀层从而获得非常好的性能。
通过激光熔覆，不同的合金或金属基复合物可以很容易的在被处理的材料表面产生。
镀层和基体之间的强的金属键。
考虑到上面提到的各种优点，激光熔覆技术可以用于在TC4钛合金上产生原位金属基符合材料，来提高熔覆层的硬度，熔覆层的表面的显微结构和组分进行详细的研究。
2.实验2.1试样的准备和激光处理对钛合金的研究，这里主要就商业钛合金的获取做出解答。
激光热处理对钛合金耐腐蚀性能的影响研究
激光热处理对钛合金耐腐蚀性能的影响研究钛合金是一种具有许多优异性能的重要结构材料，在航空航天、汽车工业、生物医学等领域有着广泛的应用。
然而，由于其表面易受到腐蚀的特点，限制了其进一步的应用。
因此，提高钛合金的耐腐蚀性能成为了研究的热点之一。
目前，激光热处理作为一种有效的表面改性技术，被广泛应用于改善钛合金的耐腐蚀性能。
激光热处理是通过将高能激光束瞬间作用于材料表面，使其快速加热和冷却的过程，来改变其组织结构和性能。
在激光热处理过程中，激光束的能量被吸收并迅速转化为热能，使表层达到高温。
随后，在快速冷却的过程中，形成了具有优化性能的表面硬化层。
该表面硬化层具有较高的晶格畸变、细小的晶粒和较高的残余应力，从而提高了钛合金的力学性能和抗腐蚀性能。
激光热处理对钛合金耐腐蚀性能的影响主要体现在以下几个方面：1. 表面化学成分的改变：激光热处理能够改变钛合金表面的化学成分，形成一层富含氧化物或氮化物的保护层。
这种保护层可以阻止外界腐蚀介质的侵蚀，提高钛合金的耐腐蚀性能。
2. 残余应力的引入：激光热处理过程中由于高温和快速冷却造成了表层的残余应力。
这种残余应力能够抑制钝化膜的形成，使钛合金表面处于一种亚稳定状态，从而提高了其抗腐蚀性能。
3. 晶格畸变和晶粒尺寸的改变：激光热处理使钛合金表层发生晶格畸变和晶粒尺寸的改变。
晶格畸变会增加晶界和晶内的位错密度，提高了材料的强度和硬度。
同时，细小的晶粒也可以提高材料的耐腐蚀性能，减少了晶界区域的腐蚀破坏。
4. 涂层形成：激光热处理可以在钛合金表面形成陶瓷涂层，如氮化钛涂层、氧化钛涂层等。
这些涂层具有优异的耐腐蚀性能和摩擦磨损性能，可以进一步提高钛合金的抗腐蚀性能。
5. 界面结合强度的提升：激光热处理可以提高材料表面与基体之间的界面结合强度，增强材料的整体力学性能和耐久性。
尽管激光热处理对钛合金的耐腐蚀性能有着显著的影响，但也存在一些问题和挑战。
首先，激光热处理过程中的高温和快速冷却会引起材料的应力集中和变形，可能导致材料在处理后产生裂纹和变形等缺陷。
钛合金激光表面防护技术研究进展
作者： 王燕;李欣;周珑;徐方明;傅晓亮
作者机构： 国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心材料工程发明审查部
出版物刊名： 科技传播
页码： 185-186页
年卷期： 2013年 第23期
主题词： 钛合金 激光 表面
摘要：钛合金具有较低的密度、较高的比强度和耐热性、优异的耐蚀性和生物相容性,广泛应用于航空航天、船舶、石油、化工和生物医学等诸多领域,然而其易粘着、耐磨性能差等缺点制约了其在摩擦条件下的应用。
本文对钛合金激光表面防护技术的研究进展进行综述。
钛及钛合金的性质及表面处理技术探讨
钛及钛合金的性质及表面处理技术探讨文章介绍了钛及钛合金的基本性质及组织结构，并且综述了强化钛及钛合金表面的各种处理技术，如渗氮、渗碳、渗硼、渗氧、激光表面处理等。
表明了各种表面处理技术都可以强化钛及钛合金的表面硬度及耐磨性，希望为相关工作提供参考。
标签：钛及钛合金；表面处理；强化前言钛自1791年被发现后，因其合金具有良好的耐蚀性能、比强度高等特点，广泛应用于军事工业、航空航天、建筑、石油化工、汽车、医学等领域中，但钛及钛合金存在着硬度低、耐磨性能差的缺点，限制了其进一步的应用发展。
为了提高钛及钛合金的表面硬度和耐磨性，许多研究者对其表面处理技术进行了广泛的研究。
文章介绍了各种对钛及钛合金的表面强化技术。
1 钛的性质1.1 钛及钛合金的物理性质钛的原子序数是22，原子量为47.90，密度为4.5g/cm3，熔点为1725℃，导热系数λ=15.24W/（m.K），抗拉强度σb=539MPa，伸长率δ=25%，断面收缩率ψ=25%，弹性模量E=1.078×105MPa，硬度HB195。
金属钛具有两种同素异晶体，在低于882.5℃时呈密排六方结构，称为α-钛，而在882.5℃以上时为高温稳定态为体心立方结构，通常称为β-钛[1]。
钛合金具有强度、热强度高，低温性能好，耐蚀性好，化学活性大、导热弹性小等性能特点而被广泛用于各个领域，是20世纪50年代发展起来的重要的结构金属[2]。
1.2 钛的化学性质钛的化学活性大，与大气中O、N、H、CO、CO2、水蒸气、氨气等产生强烈的化学反应。
含碳量大于0.2%时则在钛合金中形成硬质TiC；温度较高时，与N作用会形成TiN硬质表层；在600℃以上时，钛吸收氧并形成硬度很高的硬化层；氢含量上升时，也会形成脆化层。
吸收气体而产生的硬脆表层深度可达0.1～0.15mm，硬化程度为20%～30%。
钛的化学亲和性也大，易与摩擦表面产生粘附现象。
钛对中性、氧化性、弱还原性介质耐腐蚀，如不会被稀盐酸、稀硫酸、硝酸或稀碱溶液所腐蚀；但对强还原性和无水强氧化性等介质不耐腐蚀，如氢氟酸、热的浓盐酸、浓硫酸等[2-3]。
钛合金腐蚀机理与材料保护策略
钛合金腐蚀机理与材料保护策略钛合金是一种重要的金属材料，在航空航天、汽车、医疗器械等领域有广泛应用。
然而，钛合金在某些环境条件下会发生腐蚀现象，影响其性能和使用寿命。
本文将介绍钛合金腐蚀的机理，并提出一些材料保护策略。
钛合金的腐蚀机理主要有以下几个方面：1. 氧化腐蚀：钛合金表面会形成一层稳定的氧化膜，这一层氧化膜能够保护基体不被腐蚀。
然而，在一些特殊环境下，氧化膜可能被破坏，导致钛合金发生氧化腐蚀。
2. 酸腐蚀：钛合金在强酸环境中容易被腐蚀，主要是因为酸能够破坏氧化膜，暴露出钛合金基体，从而发生腐蚀。
3. 电化学腐蚀：钛合金在接触电解质溶液中，会产生阳极和阴极反应，形成电池腐蚀。
电化学腐蚀既可由金属与电解质之间的直接接触引起，也可由金属与液-液界面产生的局部电池效应引起。
为了保护钛合金材料免受腐蚀的损害，可以采取以下几个策略：1. 表面涂层：通过在钛合金表面形成一层保护性的涂层，来阻止环境氧化剂和酸的侵蚀。
常用的涂层材料有陶瓷涂层、聚合物涂层等。
这些涂层具有优异的耐蚀性能，能有效延长钛合金的使用寿命。
2. 合金调整：通过调整钛合金中的合金元素比例，可以改变合金的耐腐蚀性能。
例如，将铝、锰等元素添加到钛合金中可以提高其耐腐蚀性能。
3. 表面加工：通过表面加工工艺，可以改善钛合金的耐腐蚀性能。
常见的表面加工方法有阳极氧化、电化学抛光等，这些方法可以形成一层致密的氧化膜，从而提高钛合金的耐腐蚀性能。
4. 电化学保护：通过在钛合金表面施加电流，形成一个电化学保护层，可以有效防止钛合金的腐蚀。
这种方法主要适用于海洋环境等强腐蚀介质中使用的钛合金。
综上所述，钛合金的腐蚀机理主要有氧化腐蚀、酸腐蚀和电化学腐蚀等。
为了保护钛合金免受腐蚀，可以采取表面涂层、合金调整、表面加工和电化学保护等策略。
这些保护策略可以有效延长钛合金的使用寿命，提高其在各个领域的应用性能。
5. 环境控制：钛合金的腐蚀性受环境因素的影响较大。
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钛合金激光表面处理技术Overview of laser surface treatment fortitanium alloys学院：研究生学院专业班级：材料工程201204班学号：2012168学生姓名：麻明章任课教师：张松（教授）2013年目录引言 (1)1 钛合金的腐蚀行为及机理 (1)1.1 钛合金的应力腐蚀机理 (2)1.2 钛合金的孔蚀和缝隙腐蚀机理 (2)1.3 钛合金的接触腐蚀机理 (3)2 钛合金激光表面改性 (3)2.1 激光表面合金化 (3)2.1.1 激光气相合金化 (4)2.1.2 激光固相合金化 (4)2.2 钛合金激光熔覆处理 (5)2.3 钛合金激光熔凝处理 (5)2.4 钛合金的脉冲激光沉积处理 (6)3 钛合金激光表面处理存在的问题及解决措施 (7)4 总结与展望 (8)参考文献： (9)钛合金的激光表面处理技术引言：钛是20 世纪50 年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金具有相对密度小、强度高、抗氧化和腐蚀性能好等特点被广泛应用于航空航天领域，被誉为“太空金属”[1]；它又具有优异的抗腐蚀能力、无磁性等，是一种优秀的舰船结构材料，被誉为“海洋金属”[2]；近年来，随着钛工业的不断发展，钛合金已经在民用领域中得到了广泛应用，如汽车、建筑、医用、体用品等方面，被誉为“全能金属”[3]。
但钛合金仍存在一些缺陷，由于易产生粘着性磨损，所以其在摩擦条件下的应用受到了限制。
另外，钛合金在高温下的抗氧化和耐蚀性能也不理想，这是由于钛在高温下与氧的亲和力较高之故。
表面处理可有效提高钛合金的性能。
钛合金的表面处理大致经历了三个阶段：一是以电镀、化学镀、热扩散为代表的传统表面处理技术阶段; 二是以等离子体、离子束、电子束等的应用为标志的现代材料表面技术阶段; 三是各种表面处理技术的综合应用和膜层结构设计阶段［4］。
但传统的表面改性处理如渗碳、渗硼和渗氮等存在着处理周期长和工件易变形等缺点；热喷涂技术制备的涂层存在着组织结构疏松且与基体的结合力较弱等不足。
由于激光束具有良好的相干性和方向性，故被广泛用于对各种金属材料的表面改性处理。
因此，利用激光表面改性技术在钛合金表面形成耐磨、耐蚀或具有生物活性的表面层，便能弥补钛合金的不足。
激光处理与传统的热处理方法相比有许多优点，包括工件畸变较小，基体对熔覆层的稀释度低，可较精确地控制处理层的宽度和深度，能够选择性地处理工件的特定表面。
1 钛合金的腐蚀行为及机理钛合金腐蚀形式可分为均匀腐蚀和局部腐蚀。
局部腐蚀又分为应力腐蚀、孔蚀、缝隙腐蚀以及接触腐蚀等。
一般而言，钛合金的成分、组织、晶粒度、晶体缺陷、性能、热处理以及表面状态等都会对其腐蚀行为和腐蚀程度产生不同的影响[5-6]。
1.1 钛合金的应力腐蚀机理腐蚀和拉应力同时作用使金属产生破裂，称为应力腐蚀。
大致过程为：金属表面生成的保护膜在拉应力的作用下产生局部破裂，产生孔蚀或缝隙腐蚀，孔蚀或缝隙腐蚀一方面向纵深发展；另一方面又由于拉应力的作用使缝隙两端的膜反复破裂，使腐蚀沿着与拉应力垂直的方向前进，形成裂缝，严重时导致断裂[6-8]。
钛合金的应力腐蚀( SCC )机理分为阳极溶解型和氢致开裂型两类。
关于阳极溶解型应力腐蚀机理的最新研究表明，SCC发生时，随着表面钝化膜或疏松层的形成和保持，会产生一个很大的附加拉应力，从而在很低的外应力下，位错就开始发射和运动。
当腐蚀致使局部塑性变形发展到临界状态时，局部区域(如无位错区或位错塞积群前端)的应力集中就等于原子键合力，从而导致SCC 微裂纹形核。
由于介质的作用，这种微裂纹并不钝化成空洞，而是以解理方式扩展或沿晶界扩展，从而引起低应力脆断。
氢致开裂型应力腐蚀涉及H+的迁移、H+的放电。
吸附在金属表面的一部分氢原子复合成分子，并以气泡的形式逸出; 另一部分氢原子变成溶解型吸附原子，然后去吸附溶解在金属中的原子氢，在应力的作用下，富集在金属内部的应力集中区，导致金属材料低应力脆断[6]。
1.2 钛合金的孔蚀和缝隙腐蚀机理孔蚀即腐蚀在钛合金孔内进行，是一种高度集中局部腐蚀形态，其破坏性比全面腐蚀大得多。
这是因为若钛合金表面存在微小缺陷，在其微小缺陷处的金属电位低而成为阳极，且由于缺陷处面积小，腐蚀电流高度集中，腐蚀会迅速向内发展而形成蚀孔。
蚀孔形成后，孔内氧消耗，进一步成为氧浓差电池的阳极，加速孔内腐蚀。
另外，邻接蚀孔的表面由于产生阴极还原反应(获得阴极保护)而不受腐蚀，因此腐蚀在孔内进一步向纵深发展，而不在大面积上均匀进行[6,9-11]。
这样小而深的孔可能最终使钛合金腐蚀穿孔，引起物料流失，严重时还可能会引起火灾、爆炸等事故发生，是破坏性和隐患极大的腐蚀形态之一。
腐蚀发生在缝隙内称为缝隙腐蚀，它的发生和发展的机理与孔蚀类似。
当钛合金存在缝隙时，缝隙内缺少氧化性物质，从而使其成为阳极而迅速腐蚀。
缝隙腐蚀常常发生在钛合金紧固件上，是由紧固件的几何原因、材料原因及所处环境因素引起的[9]。
1.3 钛合金的接触腐蚀机理钛合金在应用过程中将不可避免的与异种材料发生接触。
在腐蚀介质中不同材料具有不同的电位。
因此当钛合金与不同材料接触形成电偶时就会产生电流，从而造成或者加速腐蚀的进行。
因此研究钛与异种材料之间的电偶腐蚀机理也是非常重要的。
就腐蚀形式而言，接触腐蚀往往伴随着应力腐蚀、缝隙腐蚀和孔蚀等腐蚀形式发生。
发生接触腐蚀时，钛合金大多都处于阴极状态，对钛合金来说不存在电偶腐蚀危险性，但必须对其它材料进行防护。
影响电偶对阳极腐蚀速率的因素较为复杂，除了与组成电偶对阴、阳极材料本身性质（包括金属的自腐蚀电势、腐蚀电流、极化性能等）有关外，阳极溶解速率还受到阴、阳极金属材料表面积以及电解质溶液成分、温度和流速等因素的影响。
电偶腐蚀的发生必须具备3个基本条件，即存在电位差、存在腐蚀电解液和导电介质。
这3个条件只要使其中一个条件不存在，就可避免电偶腐蚀的发生[9,11]。
2 钛合金激光表面改性钛及钛合金表面的激光表面改性技术是目前国内外材料领域的研究热点之一，虽然对其他金属表面改性技术的研究已有多年的历史，但对钛及钛合金表面的激光表面改性技术是最近几年才发展起来的，钛及钛合金的激光表面改性技术大致可分为激光表面合金化法、激光熔覆法和激光表面重熔法。
2.1 激光表面合金化激光表面合金化是在基体的表面熔融层内加入合金元素，从而形成以基材为基础的新的合金层，达到表面改性的目的。
它是在高能束激光作用下，将一种或多种合金元素与基材表面快速熔凝，从而使材料表面具有相当于高合金耐磨、耐蚀、耐热等特性的技术。
该方法具有以下优点：1)在金属零件的局部表面处理后能获得高级合金的性能；2) 改性层深度和宽度得到精密控制；3) 由于激光加热层温度梯度大，故结合层窄，结合质量好，而且对基体金属性能的不利影响极小。
钛合金表面激光合金化依据所添加材料的性质可分为两大类，即气相和固相合金化。
2.1.1 激光气相合金化激光气相合金化大多采用氮气或混合气体。
激光气体氮化是利用高能激光束在高纯氮气气氛中对钛及钛合金进行表面熔化。
氮气在高能激光束辐照作用下与熔池中高温钛及钛合金金属液发生强烈的化学冶金交互作用，从而显著改变熔池中金属液的化学成分和组成，快速凝固后最终获得以硬质氮化钛为增强相的氮化层[12-14]。
Yue T. M.等[15]将Ti- 6Al- 4V钛合金激光氮化后置于2 mol/L的HCl 溶液中进行腐蚀实验表明，电位极化电流较原始试样大为降低。
而Man H. C.等[16,17]则将激光氮化的纯钛和Ti-6Al-4V合金置于3.5%NaCl 溶液中进行抗点蚀行为的实验，结果表明形成的氮化层较纯钛及钛合金的点蚀抗力提高了12倍。
邵德春等[18]采用Al+Nb 对Ti- 6Al- 4V进行激光表面合金化处理，在适当的工艺参量下，得到了TiAl3+TiAl+少量Al的合金化层，在900℃空气介质中的氧化实验结果表明，激光合金化层在氧化时能够形成致密、连续的α- Al2O3保护膜层，对基体起到了良好的抗氧化保护作用。
2.1.2 激光固相合金化激光固相合金化大多是激光表面固体粉末合金化，是采用激光将待处理材料表面加热，基材与外加合金元素粉末一起熔化混合，形成熔池，随后迅速凝固，在基材表面形成新的合金层，钛及钛合金激光固体粉末合金化添加粉末种类较多，添加方式主要有同步送粉法和预置涂层法，一般大多采用涂刷火焰及等离子喷涂等预置涂层的方法目前，在激光表面固体粉末合金化时，添加到基体上的合金成分依据表面合金化层组织可分为三大类：第一类是与钛形成硬质陶瓷相的粉末可以加入合金元素硬质陶瓷粉末或金属陶瓷粉末复合材料(如C，BN，SiC，TiC)。
第二类是与钛形成金属间化合物的粉末主要加入抗氧化性能优异的合金元素Si，Al如加Si形成Ti5Si3，加Al形成TiAl、Ti3Al。
第三类是形成非晶涂层。
复合相强化是目前采用较多的合金化方式。
邵德春等人[19]对Ti-6Al-4V 添加Al＋Nb合金化层大气中900℃高温氧化结果表明，在合金化层形成了致密均匀的Al2O3 氧化膜，有效的防止基体被氧化，而被腐蚀。
J．S．Selvan等人[20]对Ti-6Al-4V进行BN 粉末合金化，制得由TiN和TiB 组成的合金化层，合金化层的显微硬度达1700HV，耐腐蚀和耐磨损性能良好。
2.2 钛合金激光熔覆处理激光熔覆又称激光涂覆或激光熔敷，是一种新型的材料加工和表面改性技术，其实质是将具有特殊性能(如耐磨、耐蚀、抗氧化等)的粉末先喷涂在金属表面上或同激光束同步送粉，然后使其在激光束作用下迅速熔化、扩展及快速凝固，在基材表面上形成无裂纹、无气孔的冶金结合层的一种表面改性技术。
激光熔覆技术有以下优点：1) 激光束能量密度高，凝固时冷却速度快，激光熔覆层凝固组织细小；2) 可以在同一零件的不同部位根据需要进行不同的熔覆；3) 基体和熔覆层的结合是冶金结合，而且熔覆层组织具有明显的梯度渐变特征，使熔覆层与基体之间有良好的结合。
张松等[21]以Ti，Cr2C3混合粉末作为预置合金涂层，采用YAG 固体激光器进行激光熔覆处理，在Ti-6Al-4V合金表面制备出原位自生TiC 颗粒增强钛基复合材料涂层。
实验结果表明，采用合适的合金粉末成分和激光辐照能量密度，可以获得增强相TiC 弥散分布的钛基复合材料熔覆层，熔覆层结晶致密，且与复合材料基体润湿性良好，具有良好的耐腐蚀性能。
在Ti-6Al-4V合金基体上等离子喷涂Ni+Ti混合粉末并同时进行激光熔覆处理后，熔覆层的剪切强度是真空等离子喷涂的6倍以上，其抗蚀能力是基体的40倍[22，23]。
熔覆层具有优良的腐蚀和磨损抗力归因于单一的NiTi2奥氏体相和因溶入了过量的Ni而表现出的优良耐蚀性和高的加工硬化能力。