发布日期：2026-7-11 10:34:52
1、引言
钛合金具有比强度高、热稳定性和耐蚀性良好等优异的性能，在航空航天领域得到了广泛应用[1]。其中，TA15钛合金属于近α型钛合金，是一种重要的航空材料[2]，已被广泛应用于飞机结构件的制造。近年来，我国飞机在海上执行任务越来越频繁，由于海洋大气环境的影响，机体部件易遭受电化学腐蚀。同时，在飞行过程中，飞机表面易因外物撞击而受损，甚至失效。因此，提高材料表面硬度与耐蚀性对于防止部件失效至关重要。
可以通过表面强化技术，如超声滚压(USRP)[4]、喷丸(SP)[5]、超音速微粒轰击(SFPB)[6]、激光冲击强化(LSP)[7]等，来改善金属表面的性能。LSP借助高功率脉冲激光诱导产生的等离子冲击波对金属材料实施表面强化。在这一过程中，冲击波使合金以极高的应变率发生冷塑性变形，促使表层组织细化，并引入残余压应力，从而显著优化材料的表面性能[8]。相较于其他表面处理工艺，LSP具有高效、可控、精确等特性，不仅能够引入较大的残余压应力，还能确保材料表面的完整性不受破坏[9-10]。近年来，通过LSP对钛合金进行表面强化的研究众多。聂祥樊等[11]研究了LSP对TC11钛合金组织和力学性能的影响，结果发现LSP处理后TC11钛合金表层形成了厚度为1500 μm的塑性变形层，同时表面产生了高幅值的残余压应力。杨涛等[12]对LSP处理后Ti6Al4V钛合金的中高温性能进行了研究，结果发现LSP处理不仅会导致残余压应力产生，还会细化表层晶粒，通过细晶强化效应提高Ti6Al4V钛合金的硬度。孟宪凯等[13]采用双脉冲LSP对Ti6Al4V钛合金进行处理，结果发现LSP试样中形成了细晶-粗晶-细晶组织结构，其显微硬度与未处理试样相比提高了16.7%，且伸长率基本不变。Jin等发现，LSP态增材制造TC4试样的表面硬度相比沉积态增加了约11%。Luo等研究了LSP对Ti80合金组织和耐蚀性的影响，结果显示，经LSP处理后，不同组织的Ti80合金的组织和性能均得到改善：表面晶粒得到细化，显微硬度显著提高，表层产生了残余压应力，显微硬度和残余压应力沿层深均呈梯度变化，耐蚀性提高。Chattopadhyay等[10]对激光焊接纯钛样品进行LSP处理，结果显示：激光冲击引发的塑性变形在样品中引入了残余压应力，应变硬化和组织变化(如孪晶生成)导致拉伸性能和疲劳性能显著改善，亚表层熔合区的显微硬度相比LSP处理前提高了约26%。他们认为，由于残余压应力较高，同时晶粒得以细化，因此LSP样品的耐蚀性得到了提高。
上述研究表明，LSP处理可以有效提高多类钛合金的表面硬度和耐蚀性。然而，现有研究尚未针对LSP前后TA15钛合金的组织调控机制和腐蚀行为开展系统探究。此外，研究发现，对钛合金进行不同的处理可以形成多种变形能力不同的组织。鉴于此，本团队首先对TA15合金进行不同的热处理，得到等轴组织和网篮组织；然后对这两种组织不同的TA15钛合金进行LSP改性处理，并在此基础上对其微观组织演变和腐蚀行为进行深入研究及对比分析，探求LSP对不同组织TA15钛合金耐蚀性的影响，为提高TA15钛合金的耐蚀性提供理论依据和技术支持。
2、材料与方法
2.1 材料制备
实验所用材料是厚度为2 mm的板状TA15钛合金，其成分如表1所示。分别对试样进行920 ℃×2 h和1010 ℃×1 h的热处理，然后空冷至室温，分别得到等轴组织和网篮组织，如图1所示。利用ImageJ软件对两种组织的TA15钛合金中的β相含量进行统计，得到等轴组织和网篮组织中β相的面积分数分别为34.8%和23.4%。采用线切割制备尺寸为10 mm×10 mm×2 mm的腐蚀试样。
表1 TA15钛合金的化学成分
| 元素 | 质量分数/% |
| Al | 6.6 |
| Zr | 2.2 |
| Mo | 1.7 |
| V | 2.2 |
| Ti | 余量 |
2.2 LSP处理与表面表征
使用YS80-R200A型激光冲击强化设备对TA15钛合金进行LSP实验，具体参数列于表2中。在LSP处理过程中，将黑胶带作为吸收层，纯水作为约束层，冲击1次。
表2 LSP处理参数
| 参数 | 数值 |
| 激光波长/nm | 1064 |
| 脉冲宽度/ns | 20 |
| 脉冲能量/J | 6 |
| 光斑直径/mm | 3 |
| 搭接率/% | 50 |
| 功率密度/(GW/cm²) | 4.25 |
采用D8 ADVANCE型X射线衍射仪(XRD)进行物相分析。使用金相显微镜(OM)对LSP处理前后不同组织TA15钛合金的横截面进行微观组织观察。将试样研磨到50 μm左右，从中冲压出直径为3 mm的小圆片，并进行单、双面减薄，然后用JEM-2100透射电子显微镜(TEM)对表层和次表层(距表面约25 μm)的微观组织进行观察。使用Nanofocus AG公司的三维形态测量仪测量样品的表面粗糙度(Sa)。
2.3 力学性能测试
使用MH-3型显微硬度计测定试样的显微硬度。首先，测量不同组织TA15钛合金LSP处理前后表面的显微硬度；其次，以20 μm的间距测量从表面到基材深度方向上的显微硬度分布。
采用X射线残余应力测试仪测量LSP处理前后TA15钛合金深度方向的残余应力分布。采用腐蚀剂对材料表面进行逐层剥离，每个表面进行三次测量，取平均值。具体的测试参数如下：采用Cu Kα射线源，选择α(213)衍射晶面，倾侧角分别选取0°、15°、30°、45°，X射线管的电压为27 kV，管电流为7 mA，管直径为4 mm。
2.4 电化学测试
通过Autolab PGSTAT128N电化学工作站进行电化学测试，电解液选用3.5% NaCl溶液。使用三电极体系，其中TA15钛合金作为工作电极，石墨作为辅助电极，饱和甘汞作为参比电极。测试前，将试样在3.5% NaCl中浸泡2 h，以获得相对稳定的钝化膜。
进行电化学阻抗谱(EIS)测量时，设定频率范围为10⁻²~10⁵ Hz，采用Zsimpwin软件拟合EIS谱。以0.001 V/s的扫描速率在-0.25~+0.6 V(vs. 开路电位)区间内进行动电位极化(PDP)测试。为确保结果的准确性，所有实验至少重复三次。
2.5 静态浸泡实验
将暴露面积为1 cm²的TA15钛合金试样在5 mol/L的HCl溶液中浸泡10 d，以2 d为周期进行腐蚀试样的清洗称重和腐蚀溶液的更换。使用能谱仪(EDS)评估不同组织TA15钛合金试样LSP处理前后腐蚀产物的元素组成，采用扫描电子显微镜(SEM)观察腐蚀产物的形貌。
3、分析与讨论
3.1 XRD谱
图2为激光冲击前后TA15钛合金表面的XRD谱。从图2(a)、(b)可以看出LSP处理前后没有出现新的衍射峰，这说明无新相产生并且没有发生相变。从局部放大图(60°~80°)中可以明显看出LSP处理TA15钛合金的衍射峰出现了展宽。衍射峰展宽是微观应变和晶粒细化共同作用的结果[17]。根据Williamson-Hall[18]方法，将公式βcosθ = ε(4sinθ) + Kλ/D类比为线性方程式Y = mX + c，其中：ε对应斜率m；Kλ/D对应截距c；β为半峰全宽；θ为衍射角；ε为微观应变；K为常数，K = 0.89；λ为X射线的波长，λ = 0.15406 nm；D为平均晶粒尺寸。使用Jade软件对不同状态试样衍射峰对应的半峰全宽β和衍射角θ进行统计，将数据导入Origin进行线性拟合，拟合出的斜率m即为微观应变，进而可以计算出相应的晶粒尺寸。最终得出等轴组织和网篮组织试样在LSP后的微观应变分别为2.866×10⁻³和2.824×10⁻³(分别为未处理试样的1.23倍和1.20倍)，晶粒尺寸分别细化至22.5 nm和23.8 nm。此外，分析图2可以发现LSP后衍射峰向左偏移了一定角度，这表明TA15钛合金在高能量冲击波作用下发生了晶格畸变，晶格畸变不仅导致位错密度增加，还引入了残余应力[19]。此外，还可以观察到LSP处理后α(112)和α(201)相邻衍射峰出现了重叠和展宽现象，这归因于晶粒细化、晶格变形和微应力增加[20]。
3.2 横截面形貌观察
图3显示了TA15钛合金经LSP处理后横截面的OM组织形貌。结果表明，两种组织TA15钛合金的横截面上均出现了变形层。对于等轴组织，严重塑性变形层的厚度为41 μm，该区域颜色较深，α相尺寸减小，局部等轴晶粒被拉长。对于网篮组织，严重塑性变形层的厚度为33 μm，该区域中α片层的间距小至不易分辨；随着到表面距离的增加，α片层的间距逐渐与初始组织一致。比较两种组织可以发现，等轴组织试样的严重塑性变形层层深更大，强化效果更加明显。
3.3 TEM观察
LSP产生的高能高压冲击波会导致材料表层发生严重的塑性变形，从而改变近表面区域的微观结构。经LSP处理后，组织中萌生了大量位错，这些位错通过聚集形成高密度位错。激光冲击波在边界和缺陷处的反射和折射会产生多向载荷，这将改变晶粒内部与晶粒之间的滑移方向，导致位错在多个滑移系中相互作用，形成位错缠结[21]，如图4(a)、(c)所示。位错通过进一步的运动、增殖和相互作用形成位错墙。在动态回复的作用下，位错墙发展成为亚晶界，实现晶粒的细化，如图4(b)、(d)所示。此外，在图4(d)所示的实线椭圆区域内，片状β相出现断裂现象。这可能是冲击波正好垂直作用于这些片状β相，从而导致其断裂[22]。
等轴组织和网篮组织TA15钛合金均通过位错分割机制实现塑性变形层内晶粒的细化。LSP技术具有超高应变率的特点，这一特点不仅可以显著增加位错密度，还可以增大相邻亚结构间的取向差[24]。当变形达到一定程度后，进一步的变形被强烈抑制，一部分具有特定约束和几何条件的位错在晶粒内形成具有分割功能的位错墙。随着变形持续加剧，原始粗晶被高密度位错墙划分的亚结构取代，这些亚结构不断地吸收周围的位错，最终达到细化晶粒的效果。
3.4 表面粗糙度
图6为TA15钛合金在LSP处理前后的三维表面形貌图。LSP处理前，试样表面有红色均匀的流线型特征，如图6(a)、(b)所示，这是试样在磨削过程中留下的均匀且方向趋于一致的划痕。LSP处理后，试样表面的红色痕迹变浅，如图6(c)、(d)所示，同时等轴组织TA15钛合金试样的平均表面粗糙度由2.556 μm降低到1.544 μm，网篮组织TA15钛合金试样的平均表面粗糙度由2.603 μm下降到1.836 μm。这可能是由于高能高压的冲击波垂直作用于材料表面，表面发生塑性流变，整个受冲击表面的均匀性得以提高，因而粗糙度减小。
3.5 显微硬度
不同组织TA15钛合金显微硬度随深度的变化如图7所示。LSP处理前，随着深度增加，等轴组织和网篮组织TA15钛合金的显微硬度没有明显变化，平均显微硬度分别为341.3 HV和372.9 HV。LSP处理后，等轴组织和网篮组织TA15钛合金表层的显微硬度分别提升16.7%和15.7%，最大残余压应力分别为-325 MPa和-279 MPa。
3.6 残余应力
激光冲击波作用于材料表面时会引发严重的塑性变形，致使晶格发生畸变，从而在材料表面形成较大的残余压应力[26]。图8是经LSP处理的TA15钛合金中残余应力沿深度方向的分布曲线。LSP处理后，等轴组织和网篮组织TA15钛合金表层都产生了高幅值的残余压应力，其中：等轴组织钛合金表层的残余压应力达到了-325 MPa，残余压应力层深度约为85 μm；网篮组织表层的残余压应力达到了-279 MPa，残余压应力层深度约为73 μm。由于随着距表层距离的增加，塑性变形程度逐渐降低，因此所产生的残余压应力呈梯度减小。
等轴组织由均匀分布的等轴α相和β相组成，晶粒细小均匀，具有较高的塑性变形能力。而网篮组织是经高温退火后形成的，α相在加热过程中全部转化成β相，且晶粒迅速长大，粗大的晶粒不利于材料塑性变形[27]。因此，等轴组织的塑性变形能力更强，在相同的激光冲击处理下更容易发生塑性变形，晶格畸变更显著，储存的畸变能更大，因此诱发形成了幅值更高的残余压应力。
3.7 动电位极化曲线
为了分析LSP处理对TA15钛合金耐蚀性的影响，进行了动电位极化测试。图9是LSP处理前后TA15钛合金的动电位极化曲线。
各状态TA15钛合金的极化曲线具有相似的形状，这表明TA15钛合金的电化学反应机理并未因组织和LSP处理而发生改变。分析阳极分支可知，初始阶段由于TA15钛合金表面钝化膜被破坏，钛基质直接发生了活性溶解，极化曲线呈现出如下趋势：随着腐蚀电位正移，腐蚀电流密度迅速增大[28-29]。此过程中发生的化学反应可表示为
Ti + H₂O → TiO + 2H⁺ + 2e⁻
Ti + 3H₂O → TiO(OH)₂ + 4H⁺ + 4e⁻
随后，腐蚀电位继续增大，增大到一定值后进入钝化区。在该区域，腐蚀电流基本保持不变，这是由于在TA15钛合金表面形成了新的钝化膜[30]。此过程中发生的化学反应为
4TiO + 2H₂O - 4e⁻ → 2Ti₂O₃ + 4H⁺
Ti₂O₃ + 3H₂O → 2TiO(OH)₂ + 2H⁺ + 2e⁻
TiO(OH)₂ → TiO₂ + H₂O
通过Tafel外推法可以计算出腐蚀电位和腐蚀电流密度。表3给出了不同状态TA15钛合金极化曲线对应的参数值。腐蚀电位只反映材料发生腐蚀倾向的大小，不能直接表征腐蚀速率的快慢[31]。材料的腐蚀速率与腐蚀电流密度有关，腐蚀电流密度越大，腐蚀速率就越快[32]。腐蚀电流密度越小，表明合金表面氧化膜的致密性越好，耐蚀性越好[33]。
对于所研究的两种组织，LSP处理前，等轴组织试样的腐蚀电流密度相比网篮组织试样小，说明网篮组织的耐蚀性较差；LSP处理后，两种组织试样的腐蚀电流密度均减小，表明LSP处理可以提高TA15钛合金的耐蚀性。同时还可以发现LSP处理后网篮组织试样腐蚀电流密度减小的程度远大于等轴组织试样。
β相具有更好的耐蚀性，其含量越多，材料的耐蚀性就越好[34]。此外，当钛合金同时含有α和β相时，其在发生腐蚀过程中会产生原电池效应。片状α相和β相电极微观结构中的标准平衡势不同，片状α相增多会增加原电池形成的概率，形成更多的微原电池，导致腐蚀加速[35]。LSP处理前，相比等轴组织，网篮组织中的β相含量更低，且含有大量的片层α相，这会导致更多的微原电池形成，加速材料腐蚀。
α和β相含量的共同影响使得网篮组织的耐蚀性远小于等轴组织，相应地，二者的腐蚀电流密度表现出较大差异。腐蚀电流密度相差较大是由组织形态差异造成的。经LSP处理后，两种组织TA15钛合金的表层晶粒都发生了严重碎化，掩盖了钛合金原有的组织形貌，表层晶粒尺寸均达到纳米级。此时，影响TA15钛合金耐蚀性的主要因素转变为LSP处理后形成的纳米结构，这两种组织中的纳米结构的差异不明显，因而耐蚀性相近，即腐蚀电流相差较小。因此，腐蚀电流密度降低的程度表现为网篮组织远大于等轴组织。
此外，从图9还可以看出所有试样的极化曲线都出现了钝化区。钝化区的出现表明合金试样暴露于腐蚀介质中时表面可以自然形成钝化膜[36]。钝化区所对应的阳极电流密度可以用来反映钝化膜的溶解程度，钝化膜抵抗腐蚀介质的能力越强，则溶解速度越小，钝化电流密度也就越小。LSP处理后，两种组织TA15钛合金的钝化电流密度都减小，表明试样表面钝化膜的溶解速率减小，抵抗腐蚀的能力增强。
表3 不同状态TA15钛合金的动电位极化曲线参数
| 组织 | 试样 | 腐蚀电位/mV | 腐蚀电流密度/(nA/cm²) | 钝化电流密度/(μA/cm²) |
| 等轴 | 未处理 | -403.99 | 29.05 | 2.28 |
| 等轴 | LSP | -393.27 | 10.64 | 1.29 |
| 网篮 | 未处理 | -398.73 | 99.58 | 9.87 |
| 网篮 | LSP | -331.02 | 13.53 | 1.53 |
3.8 电化学阻抗谱
为进一步研究LSP对TA15钛合金电化学性能的影响，进行了电化学阻抗谱测试。图10为TA15钛合金在3.5% NaCl溶液中的电化学阻抗谱以及相应的拟合直线。
图10中，所有测试试样都表现出相似的电容阻抗环，表明其腐蚀机制没有因组织结构和强化处理而发生改变。电容阻抗环的半径越大，表示耐蚀性越好[37]。未进行LSP处理时，等轴组织TA15钛合金电容阻抗环的半径相对较大，表明其耐蚀性较好；LSP处理后，两种组织TA15钛合金电容阻抗环的半径均显著增大。分析图10(b)所示的Bode图可以发现，在低频范围内，LSP处理后TA15钛合金的阻抗幅值相比处理前显著增大。低频区的阻抗幅值越大，表明耐蚀性越好。同时，从相位角曲线可以看出，与LSP处理前相比，LSP处理后TA15钛合金的最大相位角增大，并且相位角平台展宽。这再次表明LSP处理后TA15钛合金的耐蚀性得到提升。
所有测试试样的相位角图在一定频率范围内都出现了一个较宽的平台，这种特征的出现可能与钛合金表面形成的钝化膜的双层结构有关。致密内层和多孔外层构成了钝化膜的双层结构[39-41]。因此，选用图11所示的等效电路进行拟合，拟合结果列于表4。在该等效电路中，Rf和CPEf分别表示外层的电阻和电容，Rct和CPEdl分别表示内层的电阻和电容，Rs表示溶液电阻。由于电极表面存在缺陷，一般采用CPE代替纯电容。χ²通常被用来评价拟合质量。表4显示，χ²值在10⁻³~10⁻⁴范围内，说明实验结果与相应的等效电路吻合得较好。由表4可知TA15钛合金内层的电阻值显著大于多孔外层的电阻值，这一现象充分说明内层在合金腐蚀防护过程中发挥着主导作用[29]。LSP处理后试样的电容值降低，表明其耐蚀性提高。极化电阻(Rp)常被用来评价材料的耐蚀性，Rp越大，耐蚀性越好[45]。Rp可以表示为Rp = Rf + Rct。通过计算可知，极化电阻从小到大为：未处理网篮组织 < 未处理等轴组织 < LSP处理网篮组织 < LSP处理等轴组织，这一结果与极化曲线结果相符。
LSP处理后，两种组织TA15钛合金试样的表面粗糙度降低，表层晶粒细化，并且引入了高幅值的残余压应力。相关研究表明，表面粗糙度与耐蚀性呈显著的负相关：粗糙度增加会扩大腐蚀的有效作用面积，进而加速腐蚀进程，降低材料的耐蚀性；反之，粗糙度降低能有效减小活性面积，从而减缓腐蚀速率，提升材料的抗腐蚀能力。
钝化膜的形成过程包含形核和长大，形核通常发生在高能缺陷处，如晶界[47]。晶粒细化会导致晶界增加，从而使得钝化膜的形核位点显著增加。致密的形核位点可以减小钝化膜在整个表面的横向生长距离[48]。因此，晶粒细化可以加速钝化膜的形成，进而改善耐蚀性。钛合金与腐蚀离子接触后，其表面会迅速形成一层连续致密的氧化膜，这使得钛合金在诸多腐蚀条件下都表现出了很高的耐蚀性[49]。一旦钝化膜遭到破坏，腐蚀速率就会迅速增加。表面残余压应力的出现会使钝化膜的致密性增加，不易被破坏。此外，表面产生的高幅值残余压应力不仅可以延缓裂纹的萌生，还可以减缓腐蚀层裂纹的扩展[50]。钝化膜破损后，LSP处理形成的残余压应力层也可以抑制腐蚀裂纹进一步向内扩展，提高材料的抗腐蚀能力。在表面粗糙度、晶粒细化、残余压应力、β相含量和α相形态的共同作用下，等轴组织表现出了优于网篮组织的耐蚀性。同时，LSP处理后，TA15钛合金的耐蚀性得到显著提升。
表4 等效电路参数
| 组织 | 试样 | Rs/(Ω·cm²) | CPEf/(10⁻⁶ S·cm⁻²·s⁻ⁿ) | n1 | Rf/(kΩ·cm²) |
| 等轴 | 未处理 | 27.5 | 19.23 | 0.8879 | 22.06 |
| 等轴 | LSP | 13.73 | 6.679 | 0.9001 | 35.43 |
| 网篮 | 未处理 | 12.05 | 34.18 | 0.8529 | 17.92 |
| 网篮 | LSP | 23.24 | 9.608 | 0.9262 | 15.99 |
| 组织 | 试样 | CPEdl/(10⁻⁶ S·cm⁻²·s⁻ⁿ) | n2 | Rct/(MΩ·cm²) | χ²/10⁻⁴ |
| 等轴 | 未处理 | 4.144 | 0.9103 | 5.613 | 5.241 |
| 等轴 | LSP | 2.423 | 0.8816 | 77.46 | 3.718 |
| 网篮 | 未处理 | 3.813 | 0.9883 | 0.6367 | 9.923 |
| 网篮 | LSP | 3.018 | 0.8651 | 9.911 | 2.945 |
3.9 静态浸没结果
开展静态浸泡实验的主要目的是计算不同组织TA15钛合金LSP处理前后在5 mol/L HCl溶液中长时间浸泡后的腐蚀速率，观察其表面形貌和表面化学成分的差异，进而探究LSP处理对TA15钛合金耐蚀性的影响。图12为TA15钛合金在5 mol/L HCl溶液中浸泡不同时间后的失重情况，可以发现：未处理的等轴组织TA15钛合金的失重小于未处理网篮组织TA15钛合金；经LSP处理后，等轴组织TA15钛合金的失重仍小于网篮组织TA15钛合金，但两种组织的失重相对于未处理时明显减小。此外，所有试样的失重都随时间呈线性变化，这表明腐蚀速率是恒定的。利用式(6)可以计算得到腐蚀速率(Rc)。
Rc = (K × W) / (A × T × D)
式中：K为常数，K = 8.76×10⁴；W为浸泡过程中损失的质量(g)；A为浸泡面积(cm²)；T为浸泡时间(h)；D为试样密度(g/cm³)。腐蚀速率的计算结果如图13所示，可见，腐蚀速率遵循如下规律：未处理网篮组织 > 未处理等轴组织 > LSP处理网篮组织 > LSP处理等轴组织。与未处理样品相比，LSP处理样品的腐蚀速率显著减小。
图14是TA15钛合金在5 mol/L HCl溶液中浸泡10 d后的SEM图以及EDS谱。可以发现样品表面变得不平整，发生了严重的腐蚀现象，表面上可以看到明显的腐蚀产物。EDS图显示了各个样品腐蚀后检测到的元素及其含量。所有样品检测到的主要元素都是Ti、O、Al、Zr、Mo，其中O元素的存在表明腐蚀后的样品表面有一层氧化层，Ti元素含量遵循未处理网篮组织 < 未处理等轴组织 < LSP处理网篮组织 < LSP处理等轴组织这一规律。与未处理试样相比，LSP处理试样表面的Ti元素含量增加，这表明LSP处理后TA15钛合金表面形成了更加稳定且致密的保护性氧化膜。
如图15所示，不同状态的TA15钛合金试样在5 mol/L HCl溶液中浸泡10 d后表面均发生了不均匀腐蚀，α相优先被溶解，β相和α相之间区域的腐蚀程度最为严重。合金元素在α相和β相中分布不均匀，两者之间形成了势差，从而导致α相和β相之间的区域发生了严重腐蚀，即严重的晶间腐蚀。图15(a)是未处理等轴组织TA15钛合金试样，其表面不平整，有相对深而大的腐蚀坑，腐蚀较为严重。在图15(c)所示初始状态的网篮组织TA15钛合金中观察到晶界和相界优先发生严重腐蚀，表面平整度进一步恶化。与初始状态相比，LSP处理后等轴组织TA15钛合金表面变得平整并且腐蚀坑小而浅，如图15(b)所示；LSP处理后网篮组织TA15钛合金晶界和相界的腐蚀程度减弱，如图15(d)所示。
4、结论
对等轴组织和网篮组织TA15钛合金进行了LSP处理，对比研究了LSP前后试样的微观组织变化，以及其在3.5% NaCl和5 mol/L HCl溶液中的腐蚀行为。得到的最终结果如下：
LSP处理不会改变TA15钛合金的微观组成，但高能冲击波会使组织发生塑性变形；激光冲击波的能量随着距表面深度的增加而逐渐衰减，导致沿深度方向形成了梯度微观结构，显微硬度和残余压应力也随之呈现梯度减小的特征。
TA15钛合金的耐蚀性遵循网篮组织 < 等轴组织的规律。LSP处理后，等轴组织和网篮组织TA15钛合金的严重塑性变形层厚度分别为41 μm和33 μm，同时表层晶粒尺寸均细化至纳米级。晶粒细化使得晶界增加，为钝化膜提供了丰富的形核位点，加速钝化膜的形成，从而提高了TA15钛合金的耐蚀性。LSP处理不仅使得表面粗糙度减小，降低了腐蚀速率，还使得表层产生了高幅值的残余压应力，延缓了腐蚀裂纹的萌生和扩展，从而进一步提升了合金的耐蚀性。
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（注，原文标题：_激光冲击强化对不同组织TA15钛合金耐蚀性的影响）
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