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7055Al与Al-0.2Zr合金的腐蚀行为研究

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作者:
吕帅
导师:
贺春林,马国锋
学科专业:
材料科学与工程 
文献出处:
沈阳大学 2016年
关键词:
耐热铝合金论文  腐蚀行为论文  微观形貌论文  

摘要:7055Al是超高强铝合金一种,具有高强度、密度轻、有着较大的比强度的特性,在航空、航天、能源、电力等工业有着广泛应用,但加入高含量的Zn、Mg、Cu元素,会发生点蚀、晶间腐蚀和其他类型腐蚀,导致耐蚀性降低。Al-Zr/Al-Zr-B系列合金是一种耐热Al合金,其强度可以达到180MPa,Zr元素能够有效降低其热强度损失,但添加Zr对耐蚀性尚不明了,故而研究其腐蚀行为很有必要本文采用扫描电镜、光学显微镜、EDS、电化学工作站以及晶间腐蚀和剥蚀方法对7055Al和Al-0.2Zr的组织结构和腐蚀性能进行研究,获得如下结果。采用电化学测试方法研究了7055Al腐蚀性能,发现回归再时效(RRA)处理的合金综合耐蚀性能最好,人工时效状态(T6)的合金耐蚀性最差,挤压状态合金相对较好。弱酸环境有助于析氢腐蚀的发生,中性溶液的电化学测试形貌为点蚀和晶间腐蚀混合组成,酸性溶液的腐蚀形貌呈现均匀腐蚀形貌,p H值对点蚀电位无明显影响。采用剥蚀试验、EDS能谱、扫描电镜和金相观察等方法研究了7055Al的剥蚀行为,发现T6态合金于浸泡初期形成的氧化膜很快被Cl-破坏,从而进入快速腐蚀阶段;挤压态合金在数小时内仍然具有抗剥蚀性能,在第20h时氧化膜进入破坏时期。通过剥蚀形貌特征,发现T6态合金多在中心处有粗大的Al3Fe、Al Fe Si Mn相形成发生剥落,呈现楔形形貌,并伴有由η?,Mg Si2等阳极相溶解形成的纵深孔洞,挤压态合金只在试样边缘出现离散的较浅的剥蚀孔;两者皆形成沿晶的河流花样裂纹形成。研究了三种状态的7055Al晶间腐蚀敏感性,发现挤压态的7055Al腐蚀形貌为点蚀,T6态合金的腐蚀形貌表现为点蚀与晶界腐蚀的混合形貌,7055Al-RRA与挤压状态相似,无晶界腐蚀但有点蚀坑存在。采用电化学实验和金相显微镜研究了Al-0.2Zr合金的时效时间与耐蚀性关系,在220℃时效时,其耐蚀性从高到低为:时效2h>10h>时效14h>8h;形貌观察发现时效2h的腐蚀形貌为轻微点蚀,试样在时效8h为较严重的点蚀。

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