本文的主要作者包括Jianping Xu、Chengze Liu、Jinping Wu、Huan Li、Boyi Qi、Di Zhang、Yusheng Zhang、Yongqing Zhao和Lian Zhou，主要研究单位为：西安交通大学材料力学行为国家重点实验室、西北有色金属研究院以及西安稀有金属材料研究院有限公司。该研究发表于期刊《Corrosion Science》，卷号为206（2022），文章编号为110491，在线发表时间为2022年7月16日。
本文研究属于腐蚀科学（Corrosion Science）领域，聚焦于Ti35合金在初始腐蚀阶段的行为机制。合金材料在特定腐蚀介质中的腐蚀过程受到各种因素的控制，如化学成分、表面状态和残余应力，其中残余应力对金属材料的腐蚀机制具有重要影响。残余应力可分为宏观和微观两种尺度，而后者，特别是晶粒尺寸内的应力分布，对于理解防腐蚀材料的腐蚀机理来说至关重要。
过往研究表明，不同的残余应力，特别是压应力或拉应力，对金属的离子转移和膜稳定性产生了显著影响。然而，现有研究中针对六方密排（HCP）材料微观残余应力分布及其对初始腐蚀行为影响的研究较少。Ti35合金因其优异的长期耐蚀性能已被中国工业处理设备广泛应用。研究通过调整Ti35合金的微观残余应力，以探索其在6 mol/L沸腾硝酸（HNO3）溶液中的初始腐蚀行为，旨在揭示微观残余应力的分布如何影响Ti35合金的腐蚀性能，并为优化合金设计提供理论支持。
研究主要包括以下几个环节：
1. 实验样品准备与表征
实验采用热轧（8毫米厚）和冷轧（2毫米厚）的Ti35合金片材。材料经923 K热处理1小时后自然冷却，得到初始材料的微观结构与残余应力分布数据。通过机械抛光后，样品进行了电子背散射衍射（EBSD）分析，并通过X射线衍射（XRD）使用传统的sin2ψ法测量残余应力。其结果表明，两种样品的晶粒尺寸相近，约为26μm，但冷轧样品（CR-HT）表现出均匀分布的微观残余应力，而热轧样品（HR-HT）则表现出不均匀的分布。
2. 初始腐蚀行为试验
为了研究残余应力分布对初始腐蚀行为的影响，两组样品被浸入6 mol/L沸腾硝酸溶液中，实验持续144小时。采用表面光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、以及X射线光电子能谱（XPS）对样品进行形貌和成分分析，同时通过重量损失法获取腐蚀速率数据。
3. 电化学测试
接着，进行了一系列电化学测试，包括开路电位（OCP）测试、电化学阻抗谱（EIS）和极化曲线测试。测试以6 mol/L硝酸溶液为介质，分析了残余应力对腐蚀机理及离子溶解的影响。实验数据通过ZSimpWin软件拟合，进一步揭示残余应力对氧化膜形成性及保护性的影响。
4. 数据分析
利用实验结果，研究氧化膜生成过程中腐蚀速率的变化规律，以及微观残余应力分布对Ti35合金腐蚀过程的影响。同时分析了不同实验条件下样品表面成分的差异，解释氧化膜的生成及其对腐蚀的保护作用。
研究得到以下主要结果：
1. 微观残余应力分布影响初始腐蚀行为
腐蚀初期（0-48小时），HR-HT样品由于残余应力集中，其某些区域的支配性溶解较快，导致局部腐蚀。这一现象通过SEM观察到清晰的局部腐蚀坑。而CR-HT样品因残余应力分布均匀，表现出较低的腐蚀速率，并形成了均匀的氧化膜。
2. 氧化膜的生成对进一步腐蚀的阻隔作用
在48小时之后，两组样品表面的氧化膜的组成和含量趋于一致，主要由TiO2（51%）、Ti2O3（47%）和Ta2O5（1.9%）组成。氧化膜阻止了腐蚀溶液与金属基体的进一步接触，削弱了残余应力对腐蚀行为的影响，最终两组样品的腐蚀速率接近。
3. 电化学数据揭示了残余应力的作用
通过EIS测试发现，CR-HT样品的电荷转移阻力（Rct值）为35.5 kΩ⋅cm²，高于HR-HT样品的23.8 kΩ⋅cm²，证明氧化膜的质量更优，抗腐蚀性能更好。极化曲线数据表明，CR-HT样品的腐蚀电流密度为0.57 μA⋅cm²，相比HR-HT样品（1.71 μA⋅cm²）显著较低。
4. 优化的材料设计依据
研究表明，微观残余应力的均匀分布降低了腐蚀速率同时提高了氧化膜的保护性，这为优化合金设计提供了重要参考。
研究明确了 Ti35 合金在沸腾硝酸溶液中的初始腐蚀行为与微观残余应力分布的相关性。结果表明均匀分布的微观残余应力能够降低初始腐蚀速率并促进高质量氧化膜的生成，从而提高材料的抗腐蚀性能。这一发现对于优化钛合金在工业设备中的应用具有重要意义，尤其是核工业处理设备设计领域。此外，实验还完善了微观残余应力对腐蚀行为影响的理论框架，为进一步研究金属材料的局部腐蚀提供了参考。
研究报道的最后，第一作者表达了对研究过程中支持者的感谢，并提出了一段个人化的求婚致辞，这展现了科研工作之外的温情一面。
总结来看，本文为腐蚀科学领域提供了一项创新性研究，为钛合金材料设计与优化提供了理论指导，同时可为其他金属加工与应用领域的研究提供借鉴。