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钛及钛合金在工程应用中，如用作高速螺旋桨高速潜艇水翼水泵阀门水轮机过流部件发动机缸体等设备器件时，均有空蚀现象发生目前，涉及钛及钛合金空蚀过程和失效机理的研究较少，且有关提高钛合金抗空蚀性能的工艺方法研究较少本课题选取了广泛应用的工业纯钛（TA2）和Ti-6Al-4V（TC4）合金，利用超声振动空蚀设备进行了空蚀性能测试，探讨了介质温度含沙量及材料表面粗糙度和组织结构对空蚀行为的影响，并利用电化学测试分析了空蚀过程中的腐蚀行为，探讨了空蚀-腐蚀交互作用机制为了提高TA2和TC4合金抗空蚀性能，利用了三种表面处理工艺在TA2和TC4合金表面制备了硬质涂层，对涂层试样进行了空蚀实验，并结合表面形貌显微组织和硬度研究了表面处理工艺对涂层空蚀行为的影响，确定了其空蚀破坏过程的行为机制TA2和TC4合金在去离子水中空蚀实验表明，TC4合金因具有细小的晶粒高的硬度，抗空蚀性能优于纯钛TA2在3.5wt.%NaCl溶液中，因NaCl溶液腐蚀因素的影响，TA2和TC4合金空蚀失重量比去离子水中有所增加，抗空蚀性能下降腐蚀因素引起的空蚀-腐蚀交互作用使TA2和TC4合金失重量分别增加1.61和1.42mg，约占总失重量的12.8%和13.5%热处理后TC4合金空蚀实验表明，TC4合金显微组织形态对其空蚀行为有较大影响1020oC热处理获得的魏氏组织片状α增加裂纹扩展路径降低裂纹尖端应力场，使其具有较好抗空蚀性能950oC下的双态组织初生α加工硬化能力强，且针状β转增加裂纹扩展难度，使其也有较好抗空蚀性能850oC下的等轴组织β转含量少，强化效果小，使其抗空蚀性能相对魏氏和双态组织较低采用渗氮处理在TA2和TC4合金表面制得了均匀致密的硬质表面氮化层和渗氮层空蚀实验表明，渗氮处理显著地改善了TA2和TC4合金的抗空蚀性能（最大提高约为7倍），且工艺参数对空蚀行为影响较大较高温度和较长时间处理的TA2试样抗空蚀性能较差，氮化层中氧化物裂纹微孔的增多是导致其抗空蚀性能下降的主要原因TC4合金在较低温度和较短时间处理条件下抗空蚀性能较差，主要因硬度较低的β-Ti α/β晶界和沉淀物加速了空蚀破坏TA2的渗氮层因氮原子固溶产生残余压应力场，阻滞裂纹扩展而改善抗空蚀性能包埋渗碳处理和碳氮共渗处理在TA2和TC4合金表面分别制得了TiC和Ti(C,N)涂层空蚀实验表明，硬质的TiC和Ti(C,N)涂层具有均匀致密的细晶结构，增加了裂纹扩展的路径和减小应力集中从而显著地改善了TA2和TC4合金抗空蚀性能（约为未处理试样的3~10倍）处理工艺对TA2和TC4合金空蚀行为有较大影响：高温度和长时间处理会降低材料抗空蚀性能主要因为，随着处理温度升高和时间延长，TiC和Ti(C,N)晶粒长大或表面氧化物含量增加，削弱了涂层的综合性能温度和时间过低也使涂层太薄，而降低其抗空蚀的持续力因此，渗碳处理改善TA2和TC4合金抗空蚀性能的最佳工艺为1000oC，90min；碳氮共渗处理在最佳工艺则为1100oC，60min涂层空蚀破坏行为机制主要为：空泡溃灭产生的应力冲击波和微射流首先导致杂质相和局部涂层颗粒脱落形成微孔，随后引发微裂纹在微孔周围萌生，并沿颗粒晶界及与杂质相界面扩展当裂纹扩展贯穿整个晶粒后，引起整个晶粒脆性断裂而脱落，形成新坑洞空蚀继续，裂纹则连接微孔坑洞形成较大空蚀坑，导致材料失重量迅速增加